DE112005002717B4

DE112005002717B4 - Steuervorrichtung für Fahrzeugantriebssystem

Info

Publication number: DE112005002717B4
Application number: DE112005002717.1T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Tabata; Yutaka Taga; Atsushi Kamata
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2019-07-18
Anticipated expiration: 2025-10-28
Also published as: US20080076623A1; US7935021B2; DE112005002717T5; WO2006046770A1

Abstract

Ein Mittel 86 zur Begrenzung eines Fahrzeugstart-Maschinenmoments wird vorgesehen, um ein Maschinenmoment T_E beim Starten eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor 8, der als Fahrzeugantriebsleistungsquelle verwendet wird, zu begrenzen, so dass die erforderliche Ausgangsleistung des ersten Elektromotors M1, der ein Reaktionsmoment erzeugt, das dem Maschinenmoment T_E entspricht, gegenüber dem Fall, dass das Maschinenmoment T_E nicht begrenzt wird, verkleinert werden kann. Das heißt, das Mittel 86 zur Begrenzung eines Fahrzeugstart-Maschinenmoments macht die Erhöhung der maximalen Ausgangsleistung des ersten Elektromotors M1 für die Erzeugung des Reaktionsmoments, das dem Maschinenmoment T_E entspricht, überflüssig, wodurch die erforderliche Größe des ersten Elektromotors M1 verringert werden kann.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem und insbesondere Techniken zur Verhinderung einer Größenzunahme eines ersten Elektromotors in einem Fahrzeugantriebssystem, das einen Differentialmechanismus, der eine Differentialfunktion zur Verteilung der Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors auf den ersten Elektromotor und eine Ausgangswelle erfüllen kann, und einen zweiten Elektromotor einschließt, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Differentialmechanismus und Fahrzeugantriebsrädern vorgesehen ist, und betrifft außerdem Techniken zur Verkleinerung der Elektromotoren und anderer Komponenten des Fahrzeugantriebssystems.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Bereits bekannt ist ein Fahrzeug, bei dem eine Kupplung, die in einem Leistungsübertragungsweg zwischen einem Verbrennungsmotor und Antriebsrädern vorgesehen ist, ausgerückt wird, um den Betrieb des Verbrennungsmotors während eines Halts des Fahrzeug aufrecht zu erhalten, und die eingerückt wird, um das Fahrzeug zu starten. Die nachstehend genannten Veröffentlichungen zeigen Beispiele für solch ein Fahrzeug. In dem in JP-H01-285427A offenbarten Fahrzeug ist beispielsweise ein Stellglied zum Einrücken und Ausrücken der Kupplung vorgesehen. Dieses Stellglied ermöglicht eine Steuerung eines teilweise eingerückten Zustands der Kupplung entsprechend einem Betätigungsumfang eines Gaspedals beim Starten des Fahrzeugs, wodurch es möglich ist, das Fahrzeug auf angemessene Weise zu starten, während eine feine Steuerung der Fahrzeug-Laufgeschwindigkeit sichergestellt ist.

JP-H01-285427 A
JP-H05-215216 A
JP-2004-28056 A
JP-H01-240328 A
JP-2003-130202 A
JP-2003-301731 A

Andererseits ist auch ein Fahrzeug bekannt, das einen Differentialmechanismus zum Verteilen der Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors auf einen ersten Elektromotor und eine Abtriebswelle sowie einen zweiten Elektromotor einschließt, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen der Ausgangswelle des Differentialmechanismus und Fahrzeugantriebsrädern vorgesehen ist, und das auf geeignete Weise gestartet werden kann, und wobei der Verbrennungsmotor nach dem Anhalten oder bei langsamem Fahren des Fahrzeugs auch ohne einen Mechanismus (eine Vorrichtung) wie die oben beschriebene Kupplung oder eine fluidbetriebene Leistungsübertragungseinrichtung in dem oben genannten Leistungsübertragungsweg in Betrieb gehalten werden kann, wobei dieser Mechanismus Eingangs- und Ausgangs-Drehelemente einschließt, die sich relativ zueinander drehen können. Die oben genannten JP-2003-130202A und JP-2003-301731A offenbaren Antriebssysteme für Hybridfahrzeuge als Beispiele für solch ein Fahrzeug. In diesen Hybridfahrzeug-Antriebssystemen beinhaltet der Differentialmechanismus einen Planetenradsatz, der eine Differentialfunktion erfüllen kann, die es ermöglicht, den Verbrennungsmotor nach Anhalten des Fahrzeug in Betrieb zu halten, und der als Getriebe fungieren kann, beispielsweise als elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe, das von einer Steuereinrichtung gesteuert wird, um mechanisch den größten Teil der Antriebskraft des Verbrennungsmotors auf die Antriebsräder zu übertragen, und den übrigen Teil der Antriebskraft auf einem elektrischen Weg vom ersten Elektromotor zum zweiten Elektromotor zu übertragen, so dass die Übersetzung des Getriebes elektrisch variiert werden kann, wodurch das Fahrzeug mit verbesserter Kraftstoffausnutzung fahren kann, während der Verbrennungsmotor in einem optimalen Zustand gehalten wird.
In dem Fahrzeugantriebssystem, das beispielsweise in der oben genannten Veröffentlichung JP-2003-130202A offenbart ist, bei dem der Differentialmechanismus als Getriebe dient, dessen Übersetzung elektrisch geändert wird, muss jedoch der erste Elektromotor, der ein Reaktionsmoment erzeugt, das einem Ausgangsmoment des Verbrennungsmotors (im folgenden als „Maschinenmoment“ bezeichnet) entspricht, umso größer sein, je höher das geforderte Leistungsvermögen des Verbrennungsmotors ist, da das Reaktionsmoment, das vom ersten Elektromotor erzeugt werden muss, mit einer Zunahme des geforderten Maschinenmoments steigt, um eine gewünschte Beschleunigung des Fahrzeugs beim Starten des Fahrzeugs zu gewährleisten.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass der in dem Hybridfahrzeug-Antriebssystem der letztgenannten Veröffentlichung vorgesehene Differentialmechanismus in seiner Drehmomentleistung aufgrund seines Designs beschränkt ist, so dass der Differentialmechanismus umso größer sein muss, je höher das geforderte Leistungsvermögen des Verbrennungsmotors ist. Diese Vergrößerung des Differentialmechanismus ist für das Fahrzeug ungünstig. Wenn der Differentialmechanismus beispielsweise dafür ausgelegt ist, die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors auf den ersten Elektromotor und ein Leistungsübertragungselement zu verteilen, wird der Differentialmechanismus so gesteuert, dass er als Getriebe mit elektrisch gesteuerter Übersetzung dient, erzeugt der erste Elektromotor ein Reaktionsmoment, das einem Ausgangsmoment des Verbrennungsmotors (im Folgenden als „Maschinenmoment“ bezeichnet) entspricht, und muss daher umso größer sein, je höher das geforderte Leistungsvermögen des Verbrennungsmotors ist, da das Reaktionsmoment, das vom ersten Elektromotor erzeugt werden muss, mit einer Zunahme des geforderten Maschinenmoments zunimmt, um die gewünschte Beschleunigung des Fahrzeugs beim Starten des Fahrzeugs sicherzustellen.
Es ist möglich, das Maschinenmoment vorübergehend zu begrenzen oder das maximale Maschinenmoment auf einen Wert zu beschränken, der das maximale Reaktionsmoment, das vom ersten Elektromotor erzeugt werden kann, nicht überschreitet, um den ersten Elektromotor zu schützen, ohne die Größe des Differentialmechanismus oder des ersten Elektromotors zu erhöhen. In diesem Fall wird das Drehmoment, das auf die Fahrzeugantriebsräder zu übertragen ist, verringert, wodurch möglicherweise die Fahrzeugbeschleunigung leidet, oder möglicherweise nicht das gewünschte Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs erreicht wird.
Das oben beschriebene Fahrzeugantriebssystem ist ferner so ausgelegt, dass es den Elektromotor und/oder den Verbrennungsmotor als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle auswählt, je nach der gewünschten Fahrzeugbedingung, wie einem Halten, einem Fahren des Fahrzeugs unter leichter Last oder einer Beschleunigung des Fahrzeugs, so dass der Verbrennungsmotor entsprechend der gewünschten Fahrzeugbedingung gestartet und angehalten wird. Beispielsweise wird der Verbrennungsmotor gestartet, um den Verbrennungsmotor als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle auszuwählen, falls das erforderliche Fahrzeugantriebsmoment erhöht wird, um die gewünschte Fahrzeugbeschleunigung zu erhalten, während das Fahrzeug fährt, während der Elektromotor als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle ausgewählt ist. In diesem Fall wird das Maschinenmoment zumindest über einen Zeitraum, der notwendig ist, um den Verbrennungsmotor zu starten, nicht erzeugt. Das heißt, die Erzeugung des Maschinenmoments ist im Falle eines Verbrennungsmotorstarts möglicherweise verzögert, anders als in dem Fall, dass der Verbrennungsmotor in Betrieb gehalten wird. Infolgedessen ist die Übertragung des Antriebsmoments auf die Antriebsräder entsprechend verzögert, was zu einer Verschlechterung der Fahrzeugbeschleunigung oder dem Risiko, dass das gewünschte Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs nicht erhalten werden können, führt.
DE 103 60 477 A1 betrifft eine Steuervorrichtung zur Steuerung eines Getriebes in Leerlaufstellung. Um während des Startens ein ungewünschtes Ruckeln des Fahrzeuges aufgrund eines plötzlichen Anstiegs des in das Getriebe eingebrachten Ausgangsmoments des Verbrennungsmotors zu verhindern, wird das Ausgangmoment des Motors zu einem Teil zum Antreiben eines Elektromotors verwendet.
US 2004/0 153 234 A1 betrifft einen Verbrennungsmotor, der unter Zuhilfenahme eines Elektromotors sein Kompressionsverhältnis verändert. Um beim Ändern des Kompressionsverhältnisses das Auftreten eines Klopfens zu vermeiden, sind eine bestimmte Energie und eine bestimmte Zeit nötig.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des oben beschriebenen Standes der Technik gemacht. Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, das einen Differentialmechanismus, der eine Differentialfunktion zum Verteilen der Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors auf einen ersten Elektromotor und eine Ausgangswelle erfüllen kann, und einen Elektromotor einschließt, der im Leistungsübertragungsweg zwischen dem Differentialmechanismus und einem Fahrzeugantriebsrad vorgesehen ist, wobei diese Steuervorrichtung eine Zunahme der erforderlichen Größe des ersten Elektromotors, der ein Reaktionsmoment entsprechend einem Drehmoment des Verbrennungsmotors erzeugt, verhindert. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, das einen Differentialmechanismus, der dazu dient, die Ausgangsleistung vom Verbrennungsmotor auf ein Leistungsübertragungselement zu übertragen, und einen Elektromotor einschließt, der in der Lage ist, seine Ausgangsleistung auf das Fahrzeugantriebsrad zu übertragen, wobei diese Steuervorrichtung die Verschlechterung des Fahrzeug-Beschleunigungsverhaltens verringert.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die oben genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, des Anspruchs 8 oder des Anspruchs 15. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß der Definition der vorliegenden Erfindung in Anspruch 1 wird eine Steuervorrichtung geschaffen für ein Fahrzeugantriebssystem, das (ii) einen stufenlos variablen Getriebeabschnitt, der als elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe betätigt werden kann und der einen Differentialmechanismus, der betätigt werden kann, um eine Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors auf einen ersten Elektromotor und ein Leistungsübertragungselement zu verteilen, aufweist, und einen zweiten Elektromotor einschließt, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungselement und einem Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, und das (ii) einen Automatikgetriebeabschnitt einschließt, der einen Teil des Leistungsübertragungswegs bildet und der als Automatikgetriebe fungiert, wobei die Steuervorrichtung folgendes einschließt: ein Umschaltungssteuermittel zum Umschalten des stufenlos variablen Getriebeabschnitts in einen stufenlos variablen Schaltzustand, der betätigt werden kann, um eine elektrisch gesteuerte stufenlos variable Schaltaktion durchzuführen, und in einen stufenweise variablen Schaltzustand, der betätigt werden kann, um basierend auf einer vorhergehend gespeicherten Beziehung zwischen einem Ausgangsmoment des Verbrennungsmotors und einer Fahrzeuggeschwindigkeit die elektrisch gesteuerte stufenlos variable Schaltaktion nicht durchzuführen; und ein Mittel zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments zur Begrenzung des Ausgangsmoments des Verbrennungsmotors beim Starten des Fahrzeugs unter Verwendung des Verbrennungsmotors als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle, um eine Zunahme des Ausgangsmoments des Verbrennungsmotors über einen vorgegebenen Grenzwert zu verhindern, so dass der stufenlos variable Getriebeabschnitt im stufenlos variablen Schaltzustand gehalten wird, wobei das Umschaltungssteuermittel es erlaubt, bei Verwendung des Verbrennungsmotors als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle, den stufenlos variablen Getriebeabschnitt in dem stufenweise variablen Schaltzustand zu betreiben, wenn kein Starten des Fahrzeugs vorliegt, bei dem das Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors den vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
Somit kann die erforderliche Ausgangsleistung des ersten Elektromotors, der ein Reaktionsmoment erzeugt, das dem Maschinenmoment entspricht, gegenüber dem Fall, dass das Maschinenmoment nicht beschränkt wird, verringert werden. Wenn das Maschinenmoment nicht begrenzt würde, wäre die maximale Ausgangsleistung des ersten Elektromotors höher. Daher verhindert die vorliegende Steuervorrichtung eine Zunahme der erforderlichen Größe des ersten Elektromotors.
Gemäß der Definition der Erfindung in Anspruch 2 begrenzt das Mittel zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Ausgangsmoment des Verbrennungsmotors derart, dass dass es den vorgegebenen Grenzwert nicht übersteigt wenn eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs nicht über einem vorgegebenen Wert liegt, sodass der stufenlos variable Getriebeabschnitt im stufenlos variablen Schaltzustand betrieben wird. Diese Anordnung ermöglicht die angemessene Steuerung des stufenlos variablen Getriebeabschnitts, so dass dieser als elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe dient, beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor, auch wenn die Nennleistung des ersten Elektromotors, der ein Reaktionsmoment erzeugt, das dem Maschinenmoment entspricht, verringert wird. Beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor, nachdem das Fahrzeug angehalten wurde, oder bei einer Geschwindigkeit, die nicht höher als der vorgegebene Wert ist, muss der stufenlos variable Getriebeabschnitt auf angemessene Weise gesteuert werden, um als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe zu fungieren, damit der Verbrennungsmotor in Betrieb gehalten werden kann. Anders ausgedrückt, die vorliegende Erfindung eliminiert die Notwendigkeit zur Erhöhung der maximalen Ausgangsleistung des ersten Elektromotors für den Zweck, das Maschinenmoment T_E zu bewältigen, die auf einen erheblich hohen Wert steigen würde, wenn das Maschinenmoment T_E nicht begrenzt würde.
Gemäß der Definition der Erfindung in Anspruch 3 begrenzt das Mittel zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Ausgangsmoment des Verbrennungsmotors, um eine Zunahme des Ausgangsmoments über ein maximales Reaktionsmoment, das vom ersten Elektromotor erzeugt werden kann, hinaus zu verhindern. Somit kann der erste Elektromotor die Reaktionskraft erzeugen, die dem Maschinenmoment entspricht. Daher kann der stufenlos variable Getriebeabschnitt auf angemessene Weise gesteuert werden, um als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe zu fungieren, auch wenn das Gaspedal in einem Umfang betätigt wird, der groß genug wäre, um andernfalls zu bewirken, dass das Maschinenmoment das maximale Reaktionsmoment des ersten Elektromotors überschreitet. Die vorliegende Anordnung macht die Erhöhung der maximalen Ausgangsleistung des ersten Elektromotors, um das Maschinenmoment bewältigen zu können, die auf einen erheblich hohen Wert steigen würde, wenn das Maschinenmoment nicht begrenzt würde, überflüssig.
Gemäß der Definition der Erfindung in Anspruch 4 ist der Differentialmechanismus mit einer Differentialzustands-Umschalteinrichtung versehen, die den stufenlos variablen Getriebeabschnitt in den stufenlos variablen Schaltzustand bringt, um den stufenlos variablen Getriebeabschnitt als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe zu betätigen, und die den stufenlos variablen Getriebeabschnitt in den stufenweise variablen Schaltzustand bringt, um den stufenlos variablen Getriebeabschnitt nicht als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe zu betätigen. In diesem Fall wird der stufenlos variable Getriebeabschnitt des Fahrzeugantriebssystems von der Differentialzustands-Umschalteinrichtung so gesteuert, dass der stufenlos variable Getriebeabschnitt entweder in den stufenlos variablen Schaltzustand, in dem der stufenlos variable Getriebeabschnitt als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe fungieren kann, oder den stufenweise variablen Schaltzustand, in dem der stufenlos variable Getriebeabschnitt nicht als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe fungieren kann, gebracht. Somit weist das Fahrzeugantriebssystem sowohl den Vorteil der verbesserten Kraftstoffausnutzung eines Getriebes, dessen Übersetzung elektrisch variiert werden kann, als auch den Vorteil einer hohen Leistungsübertragungseffizienz einer Zahnrad-Leistungsübertragungsvorrichtung, die für eine mechanische Leistungsübertragung ausgelegt ist, auf. Die Kraftstoffausnutzung ist verbessert, wenn der stufenlos variable Getriebeabschnitt in den stufenlos variablen Schaltzustand gebracht wird, während das Fahrzeug beispielsweise bei niedriger oder mittlerer Geschwindigkeit oder Ausgangsleistung fährt, während der Verbrennungsmotor im Normalleistungszustand läuft. Wenn dagegen der stufenlos variable Getriebeabschnitt in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht wird, um die Leistung des Verbrennungsmotors in erster Linie über einen mechanischen Leistungsübertragungsweg auf das Antriebsrad zu übertragen, während das Fahrzeug bei hoher Geschwindigkeit fährt, wird dagegen die Kraftstoffausnutzung aufgrund einer Verringerung des Wandlungsverlusts zwischen mechanischer und elektrischer Energie, der stattfinden würde, wenn das Fahrzeugantriebssystem als Getriebe betrieben würde, dessen Übersetzung elektrisch variabel ist, verbessert. Der stufenlos variable Getriebeabschnitt wird in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht, während das Fahrzeug bei hoher Ausgangsleistung fährt. Das heißt, das Fahrzeugantriebssystem wird nur dann als Getriebe betrieben, dessen Übersetzung elektrisch variiert werden kann, wenn das Fahrzeug bei niedriger oder mittlerer Geschwindigkeit oder Ausgangsleistung fährt, wodurch die maximale Menge an elektrischer Energie, die vom Elektromotor erzeugt werden kann, d.h. die maximale Menge an elektrischer Energie, die von der elektrischen Energie geliefert werden sollte, verringert werden kann, wodurch die erforderliche Größe des Elektromotors und die erforderliche Größe des Fahrzeugantriebssystems, das den Elektromotor enthält, weiter verringert werden können.
In dem Fahrzeugantriebssystem, in dem der stufenlos variable Getriebeabschnitt zwischen dem stufenlos variablen und dem stufenweise variablen Schaltzustand umgeschaltet werden kann, wird das Maschinenmoment durch das Mittel zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor nachdem das Fahrzeug angehalten wurde, oder bei einer Geschwindigkeit, die nicht höher ist als ein vorgegebener Wert, begrenzt, so dass eine Zunahme der Verbrennungsmotor-Ausgangsleistung über das Reaktionsmoment, das vom ersten Elektromotor erzeugt werden kann, hinaus verhindert werden kann, d.h. verhindert werden kann, dass das Maschinenmoment den vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet, damit der Verbrennungsmotor in Betrieb gehalten werden kann. Somit kann der erste Elektromotor das Reaktionsmoment erzeugen, das dem Maschinenmoment entspricht, und der Differentialabschnitt muss nicht in den stufenweise variablen Schaltzustand umgeschaltet werden, so dass der Differentialabschnitt angemessen gesteuert werden kann, um als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe zu fungieren. Da das Maschinenmoment vom Mittel zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments begrenzt wird, kann der Differentialabschnitt auf angemessene Weise gesteuert werden, so dass er als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe fungiert, auch wenn das Gaspedal, um das Fahrzeug zu starten, in einem Umfang betätigt wird, der groß genug wäre, um andernfalls zu bewirken, dass das Maschinenmoment das maximale Reaktionsmoment des ersten Elektromotors M1 übertrifft, d.h. den oberen Grenzwert übertrifft. Die vorliegende Anordnung macht die Erhöhung der maximalen Ausgangsleistung des ersten Elektromotors für den Zweck der Bewältigung des Maschinenmoments, die auf einen erheblich hohen Wert steigen würde, wenn das Maschinenmoment nicht begrenzt würde, überflüssig. Somit ist die vorliegende Ausführungsform wirksam, um eine Zunahme der erforderlichen Größe des ersten Elektromotors zu verhindern.
Entsprechend der Definition der vorliegenden Erfindung in Anspruch 8 wird eine Steuervorrichtung geschaffen für ein Fahrzeugantriebssystem, das (i) einen Differentialabschnitt mit einem Differentialmechanismus, der betätigt werden kann, um eine Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors auf einen ersten Elektromotor und ein Leistungsübertragungselement zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor, der im Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungselement und einem Antriebsrad des Fahrzeugs angeordnet ist, einschließt, und das (ii) einen Automatikgetriebeabschnitt einschließt, der einen Teil des Leistungsübertragungswegs bildet und der als Getriebe fungiert, wobei die Steuervorrichtung folgendes einschließt: ein Umschaltungssteuermittel zum Umschalten des Differntialmechanismus in einen Differentialzustand, der betätigt werden kann, um eine Differentialaktion durchzuführen, und in einen Sperrzustand, der betätigt werden kann, um basierend auf einer vorhergehend gespeicherten Beziehung zwischen einem Ausgangsmoment des Verbrennungsmotors und einer Fahrzeuggeschwindigkeit die Differentialaktion nicht durchzuführen; und ein Mittel zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments zur Begrenzung des Ausgangsmoments des Verbrennungsmotors beim Starten des Fahrzeugs unter Verwendung des Verbrennungsmotors als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle, um eine Zunahme des Ausgangsmoments des Verbrennungsmotors über einen vorgegebenen Grenzwert zu verhindern, so dass der Differentialabschnitt im Differentialzustand gehalten wird, wobei das Umschaltungssteuermittel es erlaubt, bei Verwendung des Verbrennungsmotors als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle, den Differentialabschnitt im Sperrzustand zu betreiben, wenn kein Starten des Fahrzeugs vorliegt, bei dem das Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors den vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
In der wie oben beschrieben aufgebauten Steuervorrichtung für das Fahrzeugantriebssystem, das den Differentialabschnitt mit dem Differentialmechanismus, der eine Differentialfunktion hat, und ferner den Getriebeabschnitt einschließt, ist das Mittel zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments vorgesehen, um das Maschinenmoment beim Starten des Fahrzeugs zu begrenzen, wenn der Verbrennungsmotor als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle verwendet wird. Somit kann die erforderliche Ausgangsleistung des ersten Elektromotors, der ein Reaktionsmoment erzeugt, das dem Maschinenmoment entspricht, gegenüber dem Fall, dass das Maschinenmoment nicht begrenzt wird, verringert werden. Wenn das Maschinenmoment nicht verringert würde, wäre die maximale Ausgangsleistung des ersten Elektromotors höher. Daher verhindert die vorliegende Steuervorrichtung eine Zunahme der erforderlichen Größe des ersten Elektromotors.
Gemäß der Definition der Erfindung in Anspruch 9 begrenzt das Mittel zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Ausgangsmoment des Verbrennungsmotors derart, dass es den vorgegebenen Grenzwert nicht übersteigt, wenn eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs nicht höher ist als ein vorgegebner Wert, sodass der Differentialabschnitt im Differentialzustand betrieben wird. Durch diese Anordnung ist es möglich, den Differentialabschnitt auf angemessene Weise so zu steuern, dass er beim Start des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor als elektrisch gesteuerte Differentialeinrichtung fungiert, auch wenn die Nenn-Ausgangsleistung des ersten Elektromotors, der eine Reaktionskraft erzeugt, die dem Maschinenmoment entspricht, verkleinert wird. Beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor nachdem das Fahrzeug angehalten wurde oder bei einer Geschwindigkeit, die nicht über dem vorgegebenen Wert liegt, muss der Differentialabschnitt angemessen gesteuert werden, um als elektrisch gesteuerte Leistungsverteilungseinrichtung fungieren zu können, damit der Verbrennungsmotor in Betrieb gehalten werden kann. Anders ausgedrückt macht die vorliegende Anordnung die Erhöhung der maximalen Ausgangsleistung des ersten Elektromotors für den Zweck der Bewältigung des Maschinenmoments T_E , die auf einen erheblich hohen Wert steigen würde, wenn das Maschinenmoment T_E nicht begrenzt würde, überflüssig.
Gemäß der Definition der Erfindung in Anspruch 10 begrenzt das Mittel zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Ausgangsmoment des Verbrennungsmotors, um eine Zunahme des Ausgangsmoments über ein maximales Reaktionsmoment, das vom ersten Elektromotor erzeugt werden kann, hinaus zu verhindern. Somit kann der erste Elektromotor die Reaktionskraft erzeugen, die dem Maschinenmoment entspricht. Daher kann der Differentialabschnitt auf angemessene Weise gesteuert werden, um als elektrisch gesteuerte Differentialeinrichtung zu fungieren, auch wenn das Gaspedal in einem Umfang betätigt wird, der groß genug wäre, um andernfalls zu bewirken, dass das Maschinenmoment das maximale Reaktionsmoment des ersten Elektromotors übersteigt. Durch die vorliegende Anordnung wird die Erhöhung der maximalen Ausgangsleistung des ersten Elektromotors für den Zweck der Bewältigung des Maschinemoments, die auf einen erheblich hohen Wert steigen würde, wenn das Maschinenmoment nicht begrenzt würde, überflüssig.
Gemäß der Definition der Erfindung in Anspruch 11 ist der Differentialmechanismus mit einer Differentialzustands-Umschalteinrichtung versehen, die selektiv betätigt werden kann, um den Differentialmechanismus entweder in den Differentialzustand, um eine Differentialfunktion durchzuführen, oder in einen Sperrzustand, in dem der Differentialmechanismus keine Differentialfunktion durchführt, zu schalten. In diesem Fall wird der Differentialmechanismus des Fahrzeugantriebssystems von der Differentialzustands-Umschalteinrichtung so gesteuert, dass der Differentialmechanismus entweder in den stufenlos variablen Schaltzustand, in dem der der Differentialmechanismus die Differentialfunktion erfüllt, oder in den Sperrzustand gebracht wird, in dem der Differentialmechanismus keine Differentialfunktion erfüllt. Somit weist das Fahrzeugantriebssystem sowohl den Vorteil der verbesserten Kraftstoffausnutzung eines Getriebes, dessen Übersetzung elektrisch variiert werden kann, als auch den Vorteil der hohen Leistungsübertragungseffizienz einer Zahnrad-Leistungsübertragungseinrichtung auf, die für eine mechanische Leistungsübertragung konstruiert ist. Die Kraftstoffausnutzung ist verbessert, wenn der Differentialmechanismus in den Differentialzustand gebracht wird, während das Fahrzeug beispielsweise bei niedriger oder mittlerer Geschwindigkeit oder Ausgangsleistung fährt, wenn der Verbrennungsmotor mit Normalleistung arbeitet. Wenn der Differentialmechanismus in den Sperrzustand gebracht wird, um die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors in erster Linie auf einem mechanischen Kraftübertragungsweg auf das Antriebsrad zu übertragen, während das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, ist dagegen die Kraftstoffausnutzung aufgrund der Verringerung des Umwandlungsverlusts zwischen mechanischer und elektrischer Energie, der auftreten würde, wenn das Fahrzeugantriebssystem als Getriebe fungieren würde, dessen Übersetzung elektrisch variiert werden kann, verringert. Der Differentialmechanismus wird in den Sperrzustand gebracht, während das Fahrzeug bei hoher Ausgangsleistung fährt. Das heißt, das Fahrzeugantriebssystem fungiert nur dann als Getriebe, dessen Übersetzung elektrisch variiert werden kann, wenn das Fahrzeug mit niedriger oder mittlerer Geschwindigkeit oder Ausgangsleistung fährt, wodurch es möglich ist, die maximale Menge der Energie, die vom Elektromotor erzeugt werden kann, d.h. die maximale Menge an elektrischer Energie, die von der elektrischen Energie geliefert werden sollte, zu verringern, wodurch die erforderliche Größe des Elektromotors und die erforderliche Größe des Fahrzeugantriebssystems, das den Elektromotor einschließt, weiter verringert werden können.
In dem Fahrzeugantriebssystem, bei dem der Differentialmechanismus zwischen dem Differentialzustand und dem Sperrzustand umgeschaltet werden kann, wird das Maschinemoment beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor nachdem das Fahrzeug angehalten wurde oder bei einer Geschwindigkeit, die nicht höher ist als der vorgegebene Wert, vom Mittel zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments begrenzt, so dass es möglich ist, eine Zunahme der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors über das Reaktionsmoment, das vom ersten Elektromotor erzeugt werden kann, hinaus zu verhindern, d.h. zu verhindern, dass das Maschinenmoment den vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet, damit der Verbrennungsmotor in Betrieb gehalten werden kann. Somit kann der erste Elektromotor das Reaktionsmoment erzeugen, das dem Maschinenmoment entspricht, und der Differentialmechanismus muss nicht in den Sperrzustand umgeschaltet werden, so dass der Differentialmechanismus auf angemessene Weise gesteuert werden kann, um als elektrisch gesteuerte Differentialeinrichtung zu fungieren. Da das Maschinenmoment vom Mittel zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments begrenzt wird, kann der Differentialmechanismus auf angemessene Weise gesteuert werden, um als elektrisch gesteuerte Differentialeinrichtung zu fungieren, auch wenn das Gaspedal, um das Fahrzeug zu starten, in einem Umfang betätigt wird, der groß genug wäre, um andernfalls zu bewirken, dass das Maschinenmoment das maximale Reaktionsmoment des ersten Elektromotors M1 überschreitet, d.h. den oberen Grenzwert überschreitet. Die vorliegende Anordnung macht die Erhöhung der maximalen Ausgangsleistung des ersten Elektromotors für den Zweck der Bewältigung des Maschinenmoments, die auf einen erheblich hohen Wert steigen würde, wenn das Maschinenmoment nicht begrenzt würde, überflüssig. Somit ist die vorliegende Ausführungsform wirkungsvoll, um eine Zunahme der erforderlichen Größe des ersten Elektromotors zu verhindern.
Gemäß der Definition der Erfindung in Anspruch 15 wird eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem geschaffen, das einen Verbrennungsmotor, einen Differentialmechanismus, der so gestaltet ist, dass er eine Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors auf einen ersten Elektromotor und ein Leistungsübertragungselement überträgt, einen Leistungsübertragungsweg zum Übertragen einer Fahrzeugantriebskraft vom Leistungsübertragungselement auf ein Antriebsrad eines Fahrzeugs und einen zweiten Elektromotor, dessen Ausgangsleistung auf das Antriebsrad übertragen werden kann, einschließt, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie folgendes einschließt: (a) ein Maschinenmoment-Begrenzungsmittel zur Begrenzung des Ausgangsmoments des Verbrennungsmotors, und (b) ein Unterstützungsmoment-Steuermittel zur Durchführung einer Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durch den ersten Elektromotor und/oder den zweiten Elektromotor während der Begrenzung des Ausgangsmoments vom Verbrennungsmotor durch das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel, um die Begrenzung des Ausgangsmoments des Verbrennungsmotors auszugleichen, wobei das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel das Ausgangsmoment des Verbrennungsmotors auf der Basis eines oberen Grenzwerts für eine mögliche Drehmomentleistung des Differentialmechanismus begrenzt, und der obere Grenzwert für die mögliche Drehmomentleistung des Differentialmechanismus ein oberer Grenzwert für eine mögliche Drehmomentleistung des ersten Elektromotors oder ein oberer Grenzwert für eine mögliche Stromübertragungsleistung des Differentialmechanismus ist. In der wie oben beschrieben aufgebauten Fahrzeugantriebssystem-Steuervorrichtung führt das Unterstützungsmoment-Steuermittel die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durch den ersten Elektromotor und/oder den zweiten Elektromotor während der Begrenzung des Maschinenmoments durch das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel durch, um die Begrenzung des Maschinenmoments zu kompensieren. Somit wird der Umfang der durch die Begrenzung des Maschinenmoments bewirkten Verringerung des Moments, das auf das Antriebsrad übertragen werden muss, verringert, um die Verschlechterung der Fahrzeugbeschleunigung zu verringern, so dass das Antriebsmoment der Antriebsräder für einen bestimmten Betätigungsumfang des Gaspedals in einem bestimmten Fahrzustand des Fahrzeugs konstant gehalten wird, d.h. das Fahrzeugantriebsmoment, das dem bestimmten Betätigungsumfang des Gaspedals entspricht, variiert trotz der Begrenzung des Maschinenmoments nicht nennenswert, wodurch der Fahrzeuglenker die Begrenzung des Maschinenmoments nicht als unangenehm empfindet.
Entsprechend der Definition der Erfindung in Anspruch 16 ist der zweite Elektromotor im Leistungsübertragungsweg angeordnet. In der wie oben beschrieben aufgebauten Fahrzeugantriebssystem-Steuervorrichtung wird die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation vom zweiten Elektromotor, der im Leistungsübertragungsweg angeordnet ist, unter der Steuerung des Unterstützungsmoment-Steuermittels durchgeführt, so dass der Umfang der durch die Begrenzung des Maschinenmoments bewirkten Verringerung des Moments, das auf das Antriebsrad übertragen werden soll, verringert wird, um die Verschlechterung der Fahrzeugbeschleunigung zu verringern.
Gemäß der Definition der Erfindung in Anspruch 17 begrenzt das Motormoment-Begrenzungsmittel das Ausgangsmoment des Verbrennungsmotors beim Starten des Fahrzeugs, wenn der Verbrennungsmotor als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle verwendet wird. In der vorliegenden, wie oben beschrieben aufgebauten Fahrzeugantriebssystem-Steuervorrichtung wird der Umfang der durch die Begrenzung des Maschinenmoments beim Starten des Fahrzeugs unter Verwendung des Verbrennungsmotors als Antriebsleistungsquelle bewirkten Verringerung des Moments, das auf das Antriebsrad übertragen werden soll, verringert, um die Verschlechterung der Fahrzeugbeschleunigung zu verringern.
Gemäß der Definition der Erfindung in Anspruch 18 schließt der Differentialmechanismus eine Kupplungseinrichtung ein, um den Differentialmechanismus in einen Zustand zu bringen, der unter einen Differentialzustand, in dem der Differentialmechanismus eine Differentialfunktion erfüllt, und einem Sperrzustand, in dem der Differentialmechanismus die Differentialfunktion nicht erfüllt, ausgewählt ist, und begrenzt das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel das Ausgangsmoment des Verbrennungsmotors beim Schalten des Differentialmechanismus in den Sperrzustand durch die Kupplungseinrichtung.
Gemäß der Definition der Erfindung in Anspruch 19 führt das Unterstützungssteuermittel die Verbrennungsmotor-Unterstützungsaktion zum Ausgleichen der Begrenzung des Ausgangsmoments vom Verbrennungsmotor nicht durch, wenn eine Bremsoperation erforderlich ist, um das Fahrzeug zu bremsen. In der vorliegenden, wie oben beschrieben aufgebauten Fahrzeugantriebssystem-Steuervorrichtung, bei der das Unterstützungsmoment-Steuermittel keine Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durchführt, um die Begrenzung des Ausgangsmoments vom Verbrennungsmotor zu kompensieren, wird keine unnötige Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation während der Bremsung des Verbrennungsmotors durchgeführt.
Vorzugsweise weist der Differentialmechanismus ein erstes Element auf, das mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, ein zweites Element, das mit dem ersten Elektromotor verbunden ist, und ein drittes Element, das mit dem Leistungsübertragungselement verbunden ist, und die Differentialzustands-Umschalteinrichtung lässt eine Drehung der ersten bis dritten Elemente relativ zueinander zu, um den Differentialmechanismus in den Differentialzustand zu bringen, und lässt eine Drehung der ersten bis dritten Elemente als Einheit zu oder verhindert eine Drehung des zweiten Elements, um den Differentialmechanismus in den Sperrzustand zu bringen. In diesem Fall kann der Differentialmechanismus zwischen dem Differential- und dem Sperrzustand umgeschaltet werden.
Vorzugsweise schließt die Differentialzustands-Umschalteinrichtung eine Kupplung ein, die mindestens zwei der ersten bis dritten Elemente miteinander verbindet, um die ersten bis dritten Elemente als Einheit zu drehen, und/oder eine Bremse, um das zweite Element mit dem stationären Element zu verbinden, um die Drehung des zweiten Elements zu verhindern. In diesem Fall kann der Differentialmechanismus leicht zwischen dem Differential- und dem Sperrzustand umgeschaltet werden.
Vorzugsweise werden die Kupplung und die Bremse ausgerückt, um den Differentialmechanismus in den Differentialzustand zu bringen, in dem die ersten bis dritten Elemente relativ zueinander gedreht werden können, um zu ermöglichen, dass der Differentialmechanismus als elektrisch gesteuerte Differentialeinrichtung fungiert, und wird die Kupplung eingerückt, um zu ermöglichen, dass der Differentialmechanismus als Getriebe wirkt, das eine Übersetzung von 1 hat, während die Bremse eingerückt wird, um zu ermöglichen, dass der Differentialmechanismus als Drehzahlerhöhungseinrichtung wirkt, die eine Übersetzung von unter 1 hat. In diesem Fall kann der Differentialmechanismus, der zwischen dem Differential- und dem Sperrzustand umgeschaltet werden kann, als Getriebe mit mindestens einer festen Übersetzung fungieren.
Vorzugsweise beinhaltet der Differentialmechanismus einen Planetenradsatz, der einen Träger, der als erstes Element fungiert, ein Sonnenrad, das als zweites Element fungiert und einen Zahnkranz, der als drittes Element fungiert, einschließt. In diesem Fall ist die benötigte axiale Abmessung des Differentialmechanismus verringert, und der Differentialmechanismus, der aus dem einzelnen Planetenradsatz besteht, ist einfach aufgebaut.
Vorzugsweise ist der oben genannte Planetenradsatz ein Einzelritzel-Planetenradsatz. In diesem Fall ist die axiale Abmessung des Differentialmechanismus verringert und der Differentialmechanismus, der aus dem einzelnen Planetenradsatz besteht, ist einfach aufgebaut.
Vorzugsweise ist ein Umschaltungssteuermittel vorgesehen, um den Differentialmechanismus in den Sperrzustand zu schalten, wenn eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs über einen oberen Grenzwert steigt, der vorgegeben ist, um zu bestimmen, dass das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt. In diesem Fall wird, während das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit bei einer Geschwindigkeit fährt, die höher ist als der vorgegebene obere Grenzwert, die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors in erster Linie auf einem mechanischen Leistungsübertragungsweg auf das Antriebsrad übertragen, so dass die Kraftstoffausnutzung aufgrund der Verringerung des Wandlungsverlusts zwischen mechanischer und elektrischer Energie, der eintreten würde, wenn der Differentialmechanismus als Getriebe wirkt, dessen Übersetzung elektrisch geändert wird, verbessert ist.
Vorzugsweise ist das oben genannte Umschaltungssteuermittel so gestaltet, dass es den Differentialmechanismus in den Sperrzustand schaltet, wenn eine geforderte Ausgangsleistung des Fahrzeugs über einen oberen Grenzwert steigt, der vorgegeben ist, um zu bestimmen, dass das Fahrzeug mit hoher Ausgangsleistung fährt. In diesem Fall wird, während das Fahrzeug mit hoher Ausgangsleistung fährt, wobei die geforderte oder tatsächliche Fahrzeugantriebkraft oder ein anderer auf die Antriebskraft bezogener Wert höher ist als der vorgegebene obere Grenzwert, die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors in erster Linie auf dem mechanischen Leistungsübertragungsweg auf das Antriebsrad übertragen. Daher fungiert der Differentialmechanismus nur dann als Getriebe, dessen Übersetzung elektrisch variiert werden kann, wenn der Fahrzeugzustand in einer Niedriggeschwindigkeits- oder Mittelgeschwindigkeits-Fahrregion Region oder in einer Niedrigausgangsleistungs- oder Mittelausgangsleistungs-Fahrregion liegt. Somit kann die maximale elektrische Energie, die vom Elektromotor erzeugt werden muss, verringert werden, so dass die erforderliche Größe des Fahrzeugantriebssystems, das den Elektromotor einschließt, weiter verringert werden kann. Der oben genannte auf die Antriebskraft bezogene Wert ist ein Wert, der direkt oder indirekt mit der Fahrzeugantriebskraft assoziiert ist, wie ein Ausgangsmoment des Verbrennungsmotors, ein Ausgangsmoment des Getriebes, ein Antriebsmoment des Antriebsrads und jedes andere Moment oder jede andere Drehantriebskraft, die auf dem Leistungsübertragungsweg übertragen wird, und ein Öffnungswinkel einer Drosselklappe, der diesen Moment- und Drehantriebskraftwerten entspricht.
Vorzugsweise ist das Umschaltungssteuermittel so aufgebaut, dass es den Differentialmechanismus in den Sperrzustand schaltet, sobald eine Fehlfunktion oder eine Funktionsverschlechterung des Elektromotors und irgendwelcher anderer elektrisch gesteuerter Komponenten erfasst wurde, die vorgesehen sind, um den Differentialmechanismus in die Lage zu versetzen, in seinem Differentialzustand als Getriebe zu fungieren, dessen Übersetzung elektrisch variiert werden kann. In diesem Fall wird der Differentialmechanismus bei Erfassung der Fehlfunktion oder der Funktionsverschlechterung in einer dieser Komponenten in den Sperrzustand gebracht, auch wenn der Differentialmechanismus ohne die Fehlfunktion oder die Funktionsverschlechterung in den Differentialmechanismus gebracht werden müsste. Somit kann das Fahrzeug bei Vorliegen einer Fehlfunktion oder einer Funktionsverschlechterung im Sperrzustand des Differentialmechanismus arbeiten, wie im Differentialzustand.
Vorzugsweise besteht der Leistungsübertragungsweg teilweise aus einem Getriebeabschnitt, und eine Gesamtübersetzung des Fahrzeugantriebssystems ist von einer Übersetzung des Getriebeabschnitts und einer Übersetzung des Differentialmechanismus definiert. In diesem Fall wird die Fahrzeugantriebskraft aufgrund einer Änderung der Übersetzung des Getriebeabschnitts über einen breiten Übersetzungsbereich erhalten, so dass der Wirkungsgrad des Differentialmechanismus, der als elektrisch gesteuerte Differentialeinrichtung fungiert, weiter verbessert wird.
Vorzugsweise ist der Getriebeabschnitt ein stufenweise variables automatisches Getriebe. In diesem Fall besteht ein stufenlos variables Getriebe aus dem Differentialmechanismus, der in den Differentialzustand gebracht wurde, und dem Getriebeabschnitt, während ein stufenweise variables Getriebe aus dem Differentialmechanismus im Sperrzustand und dem Getriebeabschnitt besteht.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung eines Antriebssystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Tabelle, die Schaltaktionen des Hybridfahrzeug-Antriebssystems von 1 in entweder einem stufenlos variablen oder einem stufenweise variablen Schaltzustand in Beziehung zu verschiedenen Kombinationen von Betriebszuständen von hydraulisch gesteuerten Reibkupplungseinrichtungen, um die jeweiligen Schaltaktionen zu bewirken, zeigt.
3 ist ein Fluchliniendiagramm, das jeweilige Drehzahlen des Hybridfahrzeug-Antriebssystems von 1, das im stufenweise variablen Schaltzustand betrieben wird, in verschiedenen Gangstellungen des Antriebssystems zeigt.
4 ist eine Darstellung von Eingangs- und Ausgangssignalen einer elektronischen Steuereinrichtung des Antriebssystems von 1.
5 ist ein Funktionsblockschema, das Hauptsteuerfunktionen der elektronischen Steuereinrichtung von 4 zeigt.
6 ist eine Darstellung eines Beispiels für ein gespeichertes Schaltgrenzlinien-Kennfeld, das verwendet wird, um eine Schaltaktion eines automatischen Getriebeabschnitts zu bestimmen, eines Beispiels für ein gespeichertes Umschaltgrenzlinien-Kennfeld, das verwendet wird, um den Schaltzustand eines Getriebemechanismus umzuschalten, und eines Beispiels für ein gespeichertes Umschaltgrenzlinien-Kennfeld für die Antriebsleistungsquelle, das Grenzlinien zwischen einer Verbrennungsmotor-Antriebsregion und einer Elektromotor-Antriebsregion für die Umschaltung zwischen einem Verbrennungsmotor-Antriebsmodus und einem Elektromotor-Antriebsmodus definiert, in dem gleichen zweidimensionalen Koordinatensystem, das von Steuerparametern in Form einer Fahrgeschwindigkeit und eines Ausgangsmoments des Fahrzeugs gesteuert wird, so dass diese Kennfelder aufeinander bezogen sind.
7 ist eine Darstellung einer gespeicherten Beziehung, die Grenzlinien zwischen einer stufenlos variablen Schaltregion und einer stufenweise variablen Schaltregion definiert, wobei diese Beziehung verwendet wird, um Grenzlinien, welche die stufenlos variablen und stufenweise variablen Schaltregionen definieren, die von gestrichelten Linien in 6 dargestellt werden, in ein Kennfeld einzutragen.
8 ist eine Darstellung eines Beispiels für eine Änderung der Verbrennungsmotor-Drehzahl als Ergebnis einer Hochschaltaktion des stufenweise variablen Getriebes.
9 ist eine Darstellung eines Beispiels für eine manuell betätigte Schalteinrichtung, die dazu dient, eine aus einer Vielzahl von Schaltstellungen auszuwählen.
10 ist eine Darstellung eines Beispiels für eine Ausgangsleistungs-Kennlinie eines Maschinenmoments in Beziehung zu einem Betätigungsumfang eines Gaspedals, wobei eine schraffierte Fläche in der Darstellung einer Begrenzungsregion entspricht, in der das Maschinenmoment unter einem vorgegebenen Wert gehalten wird, um einen Differentialabschnitt des Antriebssystems im stufenlos variablen Schaltzustand zu halten.
11 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für die stufenlos variable Schaltregion (die Differentialzustandsregion) und die stufenweise variable Schaltregion (die Sperrzustandsregion) der 6 und 7 zeigt, wie in dem zweidimensionalen Koordinatensystem dargestellt, das von den Steuerparametern in Form der Fahrzeug-Fahrgeschwindigkeit und des Maschinenmoments definiert wird, wobei eine schraffierte Fläche in der Darstellung eine Begrenzungsregion anzeigt, in der das Maschinenmoment unter dem vorgegebenen Wert gehalten wird, um den Differentialabschnitt im stufenlos variablen Schaltzustand zu halten.
12 ist ein Ablaufschema, das eine Steueroperation der elektronischen Steuereinrichtung von 5, um das Maschinenmoment beim Starten des Fahrzeugs zu steuern, zeigt.
13 ist eine schematische Darstellung entsprechend 1, die eine Anordnung eines Hybridfahrzeug-Antriebssystems gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt.
14 ist eine Tabelle entsprechend 2, die Schaltaktionen des Hybridfahrzeug-Antriebssystems von 13 in entweder dem stufenlos variablen oder dem stufenweise variablen Schaltzustand in Beziehung mit unterschiedlichen Kombinationen von Betriebszuständen von hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen, um die jeweiligen Schaltaktionen durchzuführen, zeigt.
15 ist ein Fluchtliniendiagramm, das dem von 3 entspricht und das relative Drehzahlen der Drehelemente des Hybridfahrzeug-Antriebssystems von 13 im stufenweise variablen Schaltzustand in den unterschiedlichen Gangstellungen zeigt.
16 ist eine Darstellung eines Beispiels für eine manuell zu betätigende Schaltzustands-Auswahleinrichtung in Form eines Wippschalters, der durch einen Nutzer betätigt wird, um den Schaltzustand auszuwählen.
17 ist ein Funktionsblockschema, das Hauptsteuerfunktionen der elektronischen Steuereinrichtung von 4 eines Fahrzeugantriebssystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt.
18 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für die Ausgangsleistungs-Kennlinie des Maschinenmoments in Beziehung zum Betätigungsumfang des Gaspedals in der Ausführungsform von 17 zeigt.
19(a) ist eine Darstellung, die Beispiele für eine durch Versuche erhaltene Beziehung zwischen einem Unterstützungsmoment und einem Momentbegrenzungsbetrag zeigt, und 19(b) ist eine Darstellung, die Beispiele für eine durch Versuche erhaltene Beziehung zwischen dem Unterstützungsmoment und einem Momenterzeugungs-Verzögerungsbetrag zeigt.
20 ist ein Ablaufschema, das eine Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation zeigt, die von der elektronischen Steuereinrichtung von 17 ausgeführt wird, wenn das Maschinenmoment begrenzt wird oder wenn die Erzeugung des Maschinenmoments verzögert ist.
21 ist ein Zeitschema zur Erläuterung der Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation, die im Ablaufschema von 20 dargestellt ist, im Fall eines fast gleichzeitigen Stattfindens eines Umschaltens des Fahrzeugantriebsmodus vom Elektromotor-Antriebsmodus in den Verbrennungsmotor-Antriebsmodus aufgrund eines großen Umfangs der Betätigung des Gaspedals, während das Fahrzeug im Elektromotor-Antriebsmodus fährt, des Umschaltens des Schaltzustands des Differentialabschnitts vom stufenlos variablen Schaltzustand in den stufenweise variablen Schaltzustand, und einer Bestimmung zur Bewirkung einer Runterschaltaktion des automatischen Getriebeabschnitts.
22 ist ein Zeitschema zur Erläuterung der Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation, die im Ablaufschema von 20 dargestellt ist, im Falle der Bestimmung, den Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 aufgrund eines großen Umfangs der Betätigung des Gaspedals, während das Fahrzeug im Verbrennungsmotor-Antriebszustand fährt, vom stufenlos variablen Schaltzustand (dem nicht gesperrten Zustand) in den stufenweise variablen Schaltzustand (den Sperrzustand) umzuschalten.
23 ist ein Funktionsblockschema, das dem von 17 entspricht und zeigt Hauptsteuerfunktionen der elektronischen Steuereinrichtung eines FahrzeugAntriebssystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
24 ist ein Ablaufschema, das dem von 20 entspricht, und zeigt eine Haupt-Steueroperation der elektronischen Steuereinrichtung in der Ausführungsform von 23.

Bezugszeichenliste

8:: Verbrennungsmotor
10, 70:: Getriebemechanismus (Antriebssystem)
11:: Differentialabschnitt (stufenlos variabler Getriebeabschnitt)
16:: Leistungsverteilungsmechanismus (Differentialmechanismus)
18:: Leistungsübertragungselement
20, 72:: Automatischer Getriebeabschnitt (Getriebeabschnitt)
38:: Antriebsräder
40:: Elektronische Steuereinrichtung (Steuereinrichtung)
86:: Mittel zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments
100:: Maschinenmoment-Begrenzungsmittel
102:: Unterstützungsmoment-Steuermittel
110:: Mittel zur Steuerung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder
112:: Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel (Verbrennungsmotorstart-Steuermittel)
CO:: Schaltkupplung (Differentialzustands-Umschalteinrichtung)
B0:: Schaltbremse (Differentialzustands-Umschalteinrichtung)
M1:: Erster Elektromotor
M2:: Zweiter Elektromotor

BESTE WEISE ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die Ausführungsformen der Erfindung werden ausführlich mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Ausführungsform 1
In der schematischen Darstellung von 1 ist ein Getriebemechanismus 10 dargestellt, der einen Teil eines Antriebssystems für ein Hybridfahrzeug bildet, wobei das Antriebssystem von einer Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gesteuert wird. In 1 schließt der Getriebemechanismus folgendes ein: ein Eingangsdrehelement in Form einer Eingangswelle 14; einen Differentialabschnitt 11, der mit der Eingangswelle 14 entweder direkt oder indirekt über einen (nicht dargestellten) Schwingungsabsorptionsdämpfer (eine Vibrationsdämpfungseinrichtung) verbunden ist; einen Getriebeabschnitt, der als stufenweise variables Getriebe dient, in Form eines Automatikgetriebeabschnitts 20, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Differentialabschnitt 11 und Antriebsrädern 38 des Fahrzeugs angeordnet ist und über ein Leistungsübertragungselement 18 (eine Leistungsübertragungswelle) mit dem Getriebeabschnitt 11 und den Antriebsrädern 38 in Reihe geschaltet ist; und ein Ausgangsdrehelement in Form einer Ausgangswelle 22, die mit dem Automatikgetriebeabschnitt 20 verbunden ist. Die Eingangswelle 12, der Differentialabschnitt 11, der Automatikgetriebeabschnitt 20 und die Ausgangswelle 22 sind coaxial auf einer gemeinsamen Achse in einem Getriebegehäuse 12 (im Folgenden als Gehäuse 12 bezeichnet), das als stationäres Element dient, das an einer Karosserie des Fahrzeugs befestigt ist, angeordnet und sind untereinander in Reihe verbunden. Dieser Getriebemechanismus 10 eignet sich für die Verwendung in einem transversen FR-Fahrzeug (Frontmotor, Heckantriebsräder) und ist zwischen einer Antriebsleistungsquelle in Form eines Verbrennungsmotors 8 und dem Paar aus Antriebsrädern 38 angeordnet, um eine Fahrzeugantriebsleistung vom Verbrennungsmotor 8 über eine Differentialtriebeinrichtung 36 (einen Enduntersetzungstrieb) und ein Paar Antriebsachsen auf das Paar Antriebsräder 38 zu übertragen, wie in 5 dargestellt. Der Verbrennungsmotor 8 kann ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor sein und wirkt als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle, die direkt oder indirekt über einen Schwingungen absorbierenden Dämpfer mit der Eingangswelle 14 verbunden ist.
In dem vorliegenden Getriebemechanismus 10 sind der Verbrennungsmotor 8 und der Differentialabschnitt 11 direkt miteinander verbunden, wie oben beschrieben. Diese direkte Verbindung bedeutet, dass der Verbrennungsmotor 8 und der Getriebeabschnitt 11 miteinander verbunden sind, ohne dass eine fluidbetätigte Leistungsübertragungseinrichtung, wie ein Drehmomentwandler oder eine Fluidkupplung, dazwischen angeordnet ist, sie aber über den oben beschriebenen Schwingungen absorbierenden Dämpfer miteinander verbunden sein können. Es sei darauf hingewiesen, dass die untere Hälfte des Getriebemechanismus 10, die in Bezug auf die Achse symmetrisch aufgebaut ist, in 1 weggelassen wurde. Dies trifft auch auf die anderen Ausführungsformen der Erfindung zu, die nachstehend beschrieben sind.
Der Differentialabschnitt 11 ist mit folgendem ausgestattet: einem ersten Elektromotor M1; einem Leistungsverteilungsmechanismus 16, der als Differentialmechanismus fungiert, der dazu dient, eine Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8, die von der Eingangswelle 14 empfangen wird, auf den ersten Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18 zu verteilen; und einem zweiten Elektromotor M2, der mit der Ausgangswelle 22 gedreht wird. Der zweite Elektromotor M2 kann an jedem Abschnitt des Leistungsübertragungswegs zwischen dem Leistungsübertragungselement 18 und den Antriebsrädern 38 angeordnet sein. Sowohl der erste Elektromotor M1 als auch der zweite Elektromotor M2, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, ist ein so genannter Motor/Generator, der eine Funktion als Elektromotor und eine Funktion als elektrischer Generator hat. Der erste Elektromotor M1 sollte jedoch zumindest als elektrischer Generator fungieren, der dazu dient, elektrische Energie und eine Reaktionskraft zu erzeugen, während der zweite Elektromotor M2 zumindest als Antriebsleistungsquelle fungieren sollte, die dazu dient, eine Fahrzeugantriebskraft zu erzeugen.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 schließt als Hauptkomponenten folgendes ein: einen ersten Planetenradsatz 24 vom Einzelritzel-Typ mit einem Übersetzungsverhältnis ρ1 von beispielsweise etwa 0,418, eine Schaltkupplung C0 und eine Schaltbremse B1 ein. Der erste Planetenradsatz 24 weist Drehelemente auf, die aus einem ersten Sonnenrad S1, einem ersten Planetenrad P1; einem ersten Träger CA1, der das erste Planetenrad P1 so trägt, dass das erste Planentenrad P1 sich um seine Achse und um die Achse des ersten Sonnenrads S1 drehen kann; und einen ersten Zahnkranz R1, der mit dem ersten Sonnenrad S1 über das erste Planetenrad P1 kämmt. Wenn die Zahlen der Zähne des ersten Sonnenrads S1 und des ersten Zahnkranzes R1 mit ZS1 bzw. ZR1 dargestellt werden, wird das oben angegebene Zähnezahlverhältnis ρ1 mit ZS1/ZR1 dargestellt.
In dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist der erste Träger CA1 mit der Eingangswelle 14, d.h. mit dem Verbrennungsmotor 8, verbunden, und das erste Sonnenrad S1 ist mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden, während der erste Zahnkranz R1 mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden ist. Die Schaltbremse B0 ist zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem Gehäuse 12 angeordnet, und die Schaltkupplung C0 ist zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Träger CA1 angeordnet. Wenn sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 ausgerückt werden, wird der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in einen Differentialzustand gebracht, in dem die drei Elemente des ersten Planetenradsatzes 24, der aus dem ersten Sonnenrad S1, dem ersten Träger CA1 und dem ersten Zahnkranz R1 besteht, sich relativ zueinander drehen können, um eine Differentialfunktion auszuüben, so dass die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 auf den ersten Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18 verteilt wird, wodurch ein Teil der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 verwendet wird, um den ersten Elektromotor M1 anzutreiben, um eine elektrische Energie zu erzeugen, die gespeichert oder verwendet wird, um den zweiten Elektromotor M2 anzutreiben. Somit fungiert der Differentialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) als elektrisch gesteuerte Differentialeinrichtung und wird in den stufenlos variablen Schaltzustand (den elektrisch eingerichteten CVT-Zustand) gebracht, in dem die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 unabhängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 8, stufenlos variabel ist, d.h. er wird in den Differentialzustand gebracht, in dem die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 stufenlos variabel ist, unabhängig vom der Drehzahl des Verbrennungsmotors 8, d.h. in den stufenlos variablen Differentialzustand, in dem eine Übersetzung γ0 (Drehzahl der Eingangswelle 14 / Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18) des Leistungsverteilungsmechanismus 16 stufenlos von einem minimalen Wert γ0min in einen maximalen Wert γ0max geändert wird, d.h. in den stufenlos variablen Schaltzustand, in dem der Leistungsverteilungsmechanismus 16 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe fungiert, dessen Übersetzung γ0 stufenlos vom minimalen Wert γ0min in den maximalen Wert γ0max geändert werden kann.
Wenn die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 eingerückt werden, während der Leistungsverteilungsmechanismus 16 sich im stufenlos variablen Schaltzustand befindet, wird der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in einen Nicht-Differentialzustand gebracht, in dem der Leistungsverteilungsmechanismus 16 keine Differentialfunktion erfüllt. Im Einzelnen werden, wenn die Schaltkupplung C0 eingerückt wird, das erste Sonnenrad S1 und der erste Träger CA1 miteinander verbunden, so dass der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in einen Sperrzustand gebracht wird, in dem die drei Drehelemente des ersten Planetenradsatzes 24, der aus dem ersten Sonnenrad S1, dem ersten Träger CA1 und dem ersten Zahnkranz R1 besteht, sich als Einheit drehen können, d.h. er wird in den Nicht-Differentialzustand gebracht, in dem die Differentialfunktion nicht zur Verfügung steht, so dass der Differentialabschnitt 11 ebenfalls in einen Nicht-Differentialzustand gebracht wird. In diesem Nicht-Differentialzustand werden die Drehzahl des Verbrennungsmotors 8 und die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 einander angeglichen, so dass der Differentialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) in einen Schaltzustand mit fester Übersetzung oder stufenweise variablen Schaltzustand gebracht wird, in dem der Mechanismus 16 als Getriebe mit einer festen Übersetzung γ0 gleich 1 fungiert. Wenn statt der Schaltkupplung C0 die Schaltbremse B0 eingerückt wird, wird das erste Sonnenrad S1 am Gehäuse 12 festgelegt, so dass der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den Sperrzustand gebracht wird, in dem das erste Sonnenrad S1 sich nicht drehen kann, d.h. er wird in den Nicht-Differentialzustand gebracht, in dem die Differentialfunktion nicht verfügbar ist. Da die Drehzahl des ersten Zahnkranzes R1 über die des ersten Trägers CA1 erhöht ist, wird der Differentialabschnitt 11 in den Festübersetzungs-Schaltzustand oder den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht, in dem der Differentialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) als Drehzahl erhöhendes Getriebe mit einer festen Übersetzung γ0 von unter 1, beispielsweise etwa 0,7, fungiert. Somit fungieren die Reibkupplungseinrichtungen in Form der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 als Differentialzustands-Umschalteinrichtung, die dazu dienen kann, den Differentialabschnitt 11 (den Leistungsverteilungsmechanismus 16) selektiv zwischen dem Differentialzustand und dem Nicht-Differentialzustand umzuschalten, d.h. zwischen dem stufenlos variablen Schaltzustand (dem Differentialzustand), in dem der Differentialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe fungieren kann, dessen Übersetzung stufenlos variabel ist, und dem (Festübersetzungs-Schaltzustand (dem Nicht-Differentialzustand), in dem der Differentialabschnitt 11 nicht als das elektrisch gesteuerte stufenlos variable Getriebe fungieren kann, das in der Lage ist, eine stufenlos variable Schaltoperation durchzuführen, und in dem die Übersetzung des Getriebeabschnitts 11 unverändert gehalten wird, d.h. in den Festübersetzungs-Schaltzustand, in dem der Getriebeabschnitt 11 als Getriebe mit einer einzigen Gangstellung mit einer Übersetzung oder mit einer Vielzahl von Gangstellungen mit jeweils eigenen Übersetzungen fungieren kann, d.h. in den Festübersetzungs-Schaltzustand, in dem der Getriebeabschnitt 11 als Getriebe dient, das eine einzige Gangstellung mit einer Übersetzung oder eine Vielzahl von Gangstellungen mit jeweils eigenen Übersetzungen aufweist.
Der Automatikgetriebeabschnitt 20 schließt einen zweiten Planetenradsatz 26 vom Einzelritzel-Typ, einen dritten Planetenradsatz 28 vom Einzelritzel-Typ und einen vierten Planetenradsatz 30 vom Einzelritzel-Typ ein. Der zweite Planetenradsatz 26 weist folgendes auf: ein zweites Sonnerad S2; ein zweites Planetenrad P2; einen zweiten Träger CA2, der das zweite Planetenrad P2 so trägt, dass das zweite Planetenrad P2 sich um seine Achse und um die Achse des zweiten Sonnenrads S2 drehen kann; und einen zweiten Zahnkranz R2, der über das zweite Planetenrad P2 mit dem zweiten Sonnenrad S2 kämmt. Beispielsweise weist der zweite Planetenradsatz 26 ein Zähnezahlverhältnis p2 von etwa 0,562 auf. Der dritte Planetenradsatz 28 weist folgendes auf: ein drittes Sonnerad S3; ein drittes Planetenrad P3; einen dritten Träger CA3, der das dritte Planetenrad P3 so trägt, dass das dritte Planetenrad P3 sich um seine Achse und um die Achse des dritten Sonnenrads S3 drehen kann; und einen dritten Zahnkranz R3, der über das dritte Planetenrad P3 mit dem dritten Sonnenrad S3 kämmt. Beispielsweise weist der dritte Planetenradsatz 28 ein Zähnezahlverhältnis p3 von etwa 0,425 auf. Der vierte Planetenradsatz 30 weist folgendes auf: ein viertes Sonnerad S4; ein viertes Planetenrad P4; einen vierten Träger CA4, der das vierte Planetenrad P4 so trägt, dass das vierte Planetenrad P4 sich um seine Achse und um die Achse des vierten Sonnenrads S4 drehen kann; und einen vierten Zahnkranz R4, der über das vierte Planetenrad P4 mit dem vierten Sonnenrad S4 kämmt. Beispielsweise weist der vierte Planetenradsatz 30 ein Zähnezahlverhältnis p4 von etwa 0,421 auf. Wenn die Zahlen der Zähne des zweiten Sonnenrads S2, des zweiten Zahnkranzes R2, des dritten Sonnenrads S3, des dritten Zahnkranzes R3, des vierten Sonnenrads S4 und des vierten Zahnkranzes R4 mit ZS2, ZR2, ZS3, ZR3, ZS4 bzw. ZR4 bezeichnet werden, werden die oben genannten Zähnezahlverhältnisse p2, p3 und p4 mit ZS2/ZR2, ZS3/ZR3 bzw. ZS4/ZR4 dargestellt.
In dem Automatikgetriebeabschnitt 20 sind das zweite Sonnenrad S2 und das dritte Sonnenrad S3 integral als Einheit miteinander verbunden, werden über eine zweite Kupplung C2 selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden und werden über eine erste Bremse B1 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt. Der zweite Träger CA2 wird über eine zweite Bremse B2 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt, und der vierte Zahnkranz R4 wird über eine dritte Bremse B3 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt. Der zweite Zahnkranz R2, der dritte Träger CA3 und der vierte Träger CA4 sind integral als Einheit miteinander verbunden und an der Ausgangswelle 22 befestigt. Der dritte Zahnkranz R3 und das vierte Sonnenrad S4 sind integral miteinander verbunden und werden über eine erste Kupplung C1 selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden. Somit werden der Automatikgetriebeabschnitt 20 und das Leistungsübertragungselement 18 über die erste Kupplung C1 oder die zweite Kupplung C2, die vorgesehen sind, um das Automatikgetriebe 20 zu schalten, selektiv miteinander verbunden. Anders ausgedrückt, die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 fungieren als Kupplungseinrichtung, die dazu dient, einen Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungselement 18 und dem Automatikgetriebeabschnitt 20, d.h. zwischen dem Differentialabschnitt 11 (dem Leistungsübertragungselement 18) und den Antriebsrädern 38 selektiv in entweder einen Leistungsübertragungszustand, in dem eine Fahrzeugantriebskraft auf dem Leistungsübertragungsweg übertragen werden kann, oder einen Leistungsunterbrechungszustand, in dem die Fahrzugantriebskraft nicht auf dem Leistungsübertragungsweg übertragen werden kann, zu bringen. Genauer wird der oben genannte Leistungsübertragungsweg in den Leistungsübertragungszustand gebracht, wenn die erste Kupplung C1 und/oder die zweite Kupplung C2 in den eingerückten Zustand gebracht werden, und wird in den Leistungsunterbrechungszustand gebracht, wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 in den ausgerückten Zustand gebracht werden.
Die oben beschriebene Schaltkupplung C0, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die Schaltbremse B0, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 (im folgenden kollektiv als Kupplungen C und Bremsen B bezeichnet, solange nichts anderes angegeben ist) sind hydraulisch betätigte Reibkupplungseinrichtungen, die in einem herkömmlichen Fahrzeug-Automatikgetriebe verwendet werden. Jede dieser Reibkupplungseinrichtungen besteht aus einer nassen Lamellenkupplung, die eine Vielzahl von Reibplatten einschließt, die von einem hydraulischen Stellglied gegeneinander gedrängt werden, oder einer Bandbremse, die eine Drehtrommel und ein Band oder zwei Bänder einschließt, das bzw. die auf die Außenumfangsfläche der Drehtrommel gewickelt ist bzw. sind und an einem Ende von einem hydraulischen Stellglied gespannt wird bzw. werden. Die Kupplungen C0 - C2 und die Bremsen B0 - B3 werden jeweils selektiv eingerückt, um die beiden Elemente zu verbinden, zwischen denen die Kupplung oder Bremse jeweils angeordnet ist.
Der wie oben beschrieben aufgebaute Getriebemechanismus 10 wird durch selektive Einrückung der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der Schaltbremse B0, der ersten Bremse B1, der zweiten Bremse B2 und der dritten Bremse B3 selektiv in eine von den ersten bis fünften Gangstellungen (einen von den ersten bis fünften Gängen), eine Rückwärtsgangstellung (eine Rückwärtsantriebsstellung) oder eine Neutralstellung gebracht, wie in der Tabelle von 2 angegeben. Die ersten bis fünften Gangstellungen weisen Übersetzungen y (Eingangswellen-Drehzahl N_IN / Ausgangswellen-Drehzahl N_OUT ) auf, die sich als geometrische Reihe ändern die sich ändern. Es sei besonders darauf hingewiesen, dass der Leistungsverteilungsmechanismus 16 mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 ausgestattet ist, von denen eine eingerückt wird, um den Differentialabschnitt 11 in den stufenlos variablen Schaltzustand, in dem der Differentialabschnitt 11 als stufenlos variables Getriebe fungieren kann, oder in den Festübersetzungs-Schaltzustand zu bringen, in dem der Differentialabschnitt 11 als stufenweise variables Getriebe mit einer festen Übersetzung oder mit mehreren festen Übersetzungen fungieren kann. In dem vorliegenden Getriebemechanismus 10 wirkt daher der Differentialabschnitt 11, der durch die Einrückaktion entweder der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 in den Festübersetzungs-Schaltzustand gebracht wurde, mit dem Automatikgetriebeabschnitt 20 zusammen, um eine stufenweise variable Getriebeeinrichtung zu bilden, während der Differentialabschnitt 11, der in den stufenlos variablen Schaltzustand gebracht wird, wenn die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 beide im ausgerückten Zustand gehalten werden, mit dem Automatikgetriebeabschnitt 20 zusammenwirkt, um eine elektrisch gesteuerte stufenlos variable Getriebeeinrichtung zu bilden. Anders ausgedrückt, der Getriebemechanismus 10 wird durch Einrückung der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B9 in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht und durch Ausrücken sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der Schaltbremse B0 in den stufenlos variablen Schaltzustand. Ebenso wird der Differentialabschnitt 11 selektiv in entweder den stufenweise variablen oder den stufenlos variablen Schaltzustand gebracht.
Wenn der Getriebemechanismus 10 beispielsweise als stufenweise variables Getriebe fungiert, wird die erste Gangstellung mit der höchsten Übersetzung γ1 von beispielsweise etwa 3,357 durch Einrückaktionen der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 eingerichtet, und die zweite Gangstellung mit der Übersetzung y2 von beispielsweise etwa 2,180, was niedriger ist als die erste Übersetzung γ1, wird durch Einrückaktionen der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet, wie in 2 dargestellt. Ferner wird die dritte Gangstellung mit einer Übersetzung y3 von beispielsweise etwa 1,424, was niedriger ist als die Übersetzung y2, durch Einrückaktionen der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet, und die vierte Gangstellung mit der Übersetzung y4, von beispielsweise etwa 1,000, was niedriger ist als die Übersetzung y3, wird durch Einrückaktionen der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet. Die fünfte Gangstellung mit der Übersetzung y5 von beispielsweise etwa 0,705, was niedriger ist als die Übersetzung y4, wird durch Einrückaktionen der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 eingerichtet. Ferner wird die Rückwärtsgangstellung mit der Übersetzung yR von beispielsweise etwa 3,209, was zwischen den Übersetzungen γ1 und γ2 liegt, durch Einrückaktionen der zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 eingerichtet. Die Neutralstellung N wird durch Einrücken von lediglich der Schaltkupplung C0 eingerichtet.
Wenn der Getriebemechanismus 10 als stufenlos variables Getriebe fungiert, werden dagegen sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 ausgerückt, wie in 2 dargestellt, so dass der Differentialabschnitt 11 als stufenlos variables Getriebe fungiert, während der Automatikgetriebeabschnitt 20, der mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe geschaltet ist, als stufenweise variables Getriebe fungiert, wodurch die Geschwindigkeit der Drehbewegung, die auf den Automatikgetriebeabschnitt 20 übertragen wird, der in eine unter der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Gangstellung ausgewählte Stellung gebracht wird, d.h. die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18, stufenlos verändert wird, so dass die Übersetzung des Antriebssystems, wenn der Automatikgetriebeabschnitt 20 in die ausgewählte Gangstellung gebracht wird, über einen vorgegebenen Bereich stufenlos variiert werden kann. Somit ist die Gesamtübersetzung γT (die Übersetzung insgesamt) des Getriebemechanismus 10 stufenlos variabel.
Das Fluchtliniendiagramm von 3 zeigt durch gerade Linien eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der Drehelemente in den einzelnen Gangstellungen des Getriebemechanismus 10, der aus dem Differentialabschnitt 11, der als stufenlos variabler Schaltabschnitt oder erster Schaltabschnitt fungiert, und dem Automatikgetriebeabschnitt 20, der als stufenweise variabler Schaltabschnitt oder zweiter Schaltabschnitt fungiert, besteht. Das Fluchtliniediagramm von 3 ist ein rechteckiges, zweidimensionales Koordinatensystem, in dem die Zähnezahlverhältnisse p der Planetenradsätze 24, 26, 28, 30 entlang der horizontalen Achse aufgetragen sind, während die relativen Drehzahlen der Drehelemente entlang der vertikalen Achse aufgetragen sind. Eine untere der drei horizontalen Linien, d.h. die horizontale Linie X1, zeigt die Drehzahl 0 an, während eine obere der drei horizontalen Linien, d.h. die horizontale Linie X2, die Drehzahl 1,0 anzeigt, d.h. eine Betriebsdrehzahl NE des Verbrennungsmotors 8, der mit der Eingangswelle 14 verbunden ist. Die horizontale Linie XG zeigt die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 an.
Drei vertikale Linien Y1, Y2 und Y3, welche dem Leistungsübertragungsmechanismus 16 des Differentialabschnitts 11 entsprechen, stellen jeweils die relativen Drehzahlen des zweien Drehelements (des zweiten Elements) RE2 in Form des ersten Sonnenrads S1, eines ersten Drehelements (eines ersten Elements) RE1 in Form des ersten Trägers CA1 und eines dritten Drehelements (eines dritten Elements) RE3 in Form des ersten Zahnkranzes R1 dar. Die Abstände zwischen den jeweils benachbarten von den vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3 werden durch das Zähnezahlverhältnis ρ1 des ersten Planetenradsatzes 24 bestimmt. Das heißt, der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 entspricht „1“, während der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 dem Zähnezahlverhältnis ρ1 entspricht. Ferner stellen fünf vertikale Linien Y4, Y5, Y6, Y7 und Y8, die jeweils dem Getriebeabschnitt 20 entsprechen, die relativen Drehzahlen eines vierten Drehelements (eines vierten Elements) RE4 in Form der zweiten und dritten Sonnenräder S2, S3, die integral miteinander verbunden sind, eines fünften Drehelements (eines fünften Elements) RE5 in Form des zweiten Trägers CA2, eines sechsten Drehelements (eines sechsten Elements) RE6 in Form des vierten Zahnkranzes R4, eines siebten Drehelements (eines siebten Elements) RE7 in Form des zweiten Zahnkranzes R2 und der dritten und vierten Träger CA3, CA4, die integral miteinander verbunden sind, und eines achten Drehelements (eines achten Elements) RE8 in Form des dritten Zahnkranzes R3 und des vierten Sonnenrads S4, die integral miteinander verbunden sind, dar. Die Abstände zwischen jeweils benachbarten von den vertikalen Linien werden durch die Zähnezahlverhältnisse p2, p3 und p4 der zweiten, dritten und vierten Planetenradsätze 26, 28, 30 bestimmt. In der Beziehung zwischen den vertikalen Linien des Fluchtliniendiagramms entsprechen die Abstände zwischen dem Sonnenrad und dem Träger jedes Planetenradsatzes „1“, während die Abstände zwischen dem Träger und dem Zahnkranz jedes Planetenradsatzes dem Zähnezahlverhältnis p entsprechen. In dem Differentialabschnitt 11 entspricht der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 „1“, während der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 dem Zähnezahlverhältnis p entspricht. In dem Automatikgetriebeabschnitt 20 entspricht der Abstand zwischen dem Sonnenrad und dem Träger der zweiten, dritten und vierten Planetenradsätze 26, 28, 30 jeweils „1“, während der Abstand zwischen dem Träger und dem Zahnkranz jedes Planetenradsatzes 26, 28, 30 jeweils dem Zähnezahlverhältnis p entspricht.
Wie aus dem Fluchtliniendiagramm von 3 hervorgeht, ist der Leistungsverteilungsmechanismus 16 (der Differentialabschnitt 11) des Getriebemechanismus 10 so angeordnet, dass das erste Drehelement RE1 (der erste Träger CA1) des ersten Planetenradsatzes 24 integral mit der Eingangswelle 14 (dem Verbrennungsmotor 8) verbunden ist und über die Schaltkupplung C0 selektiv mit dem zweiten Drehelement RE2 (dem ersten Sonnenrad S1) verbunden wird, und dieses zweite Drehelement RE2 ist am ersten Elektromotor M1 befestigt und wird über die Schaltbremse B0 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt, während das dritte Drehelement RE3 (der erste Zahnkranz R1) am Leistungsübertragungselement 18 und am zweiten Elektromotor M2 befestigt ist, so dass die Drehbewegung der Eingangswelle 14 über das Leistungsübertragungselement 18 auf den Automatikgetriebeabschnitt 20 übertragen (in diesen eingegeben wird). Eine Beziehung zwischen den Drehzahlen des ersten Sonnenrads S1 und des ersten Zahnkranzes R1 wird durch eine schräge gerade Linie L0 dargestellt, die durch einen Schnittpunkt zwischen den Linien Y2 und X2 verläuft.
Wenn der Getriebemechanismus 10 zum Beispiel durch Ausrückaktionen der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 in den stufenlos variablen Schaltzustand (den Differentialzustand) gebracht wird, wird die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1, die vom Schnittpunkt zwischen der geraden Linie L0 und der vertikalen Linie Y1 dargestellt wird, durch Steuern der Reaktionskraft des ersten Elektromotors M1, die durch dessen Elektrizitätserzeugungsoperation erzeugt wird, erhöht oder gesenkt, so dass die Drehzahl des ersten Zahnkranzes R1, die von einem Schnittpunkt zwischen der geraden Linie L0 und der vertikalen Linie Y3 dargestellt wird, erhöht oder gesenkt wird. Wenn die Schaltkupplung C0 eingerückt wird, werden das erste Sonnenrad S1 und der erste Träger CA1 miteinander verbunden, und der Leistungsverteilungsmechanismus 16 wird in den Nicht-Differentialzustand gebracht, in dem die oben angegebenen drei Drehelemente RE1, RE2, RE3 als Einheit gedreht werden, so dass die gerade Linie L0 mit der horizontalen Linie X2 fluchtet, so dass das Leistungsübertragungselement 18 mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, die der Maschinendrehzahl N_E gleich ist. Wenn die Schaltbremse B0 eingerückt wird, wird dagegen die Drehbewegung des ersten Sonnenrads S1 angehalten und der Leistungsverteilungsmechanismus 16 wird in den Nicht-Differentialzustand gebracht, in dem der Leistungsverteilungsmechanismus 16 als Drehzahlerhöhungsmechanismus fungiert, so dass die gerade Linie L0 in dem in 3 dargestellten Zustand geneigt wird, wodurch die Drehzahl des ersten Zahnkranzes R1, die von einem Schnittpunkt zwischen den geraden Linien L0 und Y3 dargestellt wird, d.h. die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18, über die Drehzahl N_E hinaus erhöht und auf den Automatikgetriebeabschnitt 20 übertragen wird.
In dem Automatikgetriebeabschnitt 20 wird das vierte Drehelement RE4 über die zweite Kupplung C2 selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden und über die erste Bremse B1 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt, und das fünfte Drehelement RE5 wird über die zweite Bremse B2 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt, während das sechste Drehelement RE6 über die dritte Bremse B3 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt wird. Das siebte Drehelement RE7 ist an der Ausgangswelle 22 befestigt, während das achte Drehelement RE8 über die erste Kupplung C1 selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden wird.
Wenn die erste Kupplung C1 und die dritte Bremse B3 eingerückt werden, wird der Automatikgetriebeabschnitt 20 in die erste Gangstellung gebracht. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der ersten Gangstellung wird von einem Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y7, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 anzeigt, das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist, und einer schrägen geraden Linie L1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y8, welche die Drehzahl des achten Drehelements RE8 anzeigt, und der horizontalen Linie X2, und einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6, die die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 anzeigt, und der horizontalen Linie X1 verläuft, dargestellt, wie in 3 dargestellt. Ebenso wird die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der zweiten Gangstellung, die durch die Einrückaktionen der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet wird, von einem Schnittpunkt zwischen einer schrägen geraden Linie L2, die durch diese Einrückaktionen bestimmt wird, und einer vertikalen Linie Y7, welche die Drehzahl des siebten Drehelements RE7, das an der Ausgangswelle befestigt ist, anzeigt, dargestellt. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der dritten Gangstellung, die durch die Einrückaktionen der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer schrägen geraden Linie L3, die durch diese Einrückaktionen bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7, welche die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 anzeigt, das an der Ausgangswelle befestigt ist, dargestellt. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der vierten Gangstellung, die durch die Einrückaktionen der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L4, die durch diese Einrückaktionen bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7, welche die Drehzahl des siebten Drehelements anzeigt, das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist, dargestellt. In den ersten bis vierten Gangstellungen, in denen die Schaltkupplung C0 den eingerückten Zustand einnimmt, wird das achte Drehelement RE8 mit einer Geschwindigkeit, die der Maschinendrehzahl N_E gleich ist, mit der Antriebskraft gedreht, die vom Differentialabschnitt 11, d.h. vom Leistungsverteilungsmechanismus 16 empfangen wird. Wenn die Schaltbremse B0 anstelle der Schaltkupplung C0 eingerückt wird, wird das achte Drehelement RE8 mit der vom Leistungsverteilungsmechanismus 16 empfangenen Drehkraft mit einer Geschwindigkeit gedreht, die höher ist als die Maschinendrehzahl N_E . Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der fünften Gangstellung, die durch die Einrückaktionen der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 eingerichtet wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L5, die von diesen Einrückaktionen bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7, welche die Drehzahl des siebten Drehelements RE7, das an der Ausgangswelle befestigt ist, anzeigt, dargestellt.
4 stellt Signale dar, die von einer elektronischen Steuereinrichtung 40 empfangen werden, die vorgesehen ist, um den Getriebemechanismus 10 zu steuern, sowie Signale, die von der elektronischen Steuereinrichtung 40 erzeugt werden. Diese elektronische Steuereinrichtung 40 schließt einen so genannten Mikrorechner ein, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und eine Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle enthält, und ist so ausgelegt, dass sie die Signale entsprechend Programmen, die im ROM gespeichert sind, verarbeitet, wobei sie eine Daten-Zwischenspeicherfunktion des ROM nutzt, um Hybridantriebssteuerungen des Verbrennungsmotors 8 und der Elektromotoren M1 und M2 und Antriebssteuerungen, wie Gangwechselsteuerungen des Getriebeabschnitts 20, zu implementieren.
Die elektronische Steuereinrichtung 40 ist dafür ausgelegt, verschiedene Sensoren und Schalter, die in 4 dargestellt sind, verschiedene Signale zu empfangen, wie: ein Signal, das eine Temperatur TEMPw des Kühlwassers vom Verbrennungsmotor 8 anzeigt; ein Signal, das eine ausgewählte Betätigungsstellung PSH eines Schalthebels anzeigt; ein Signal, das die Betriebsdrehzahl N_E des Verbrennungsmotors 8 anzeigt; ein Signal, das einen Wert anzeigt, der eine ausgewählte Gruppe von Vorwärtsantriebsstellungen des Getriebemechanismus 10 anzeigt; ein Signal, das einen M-Modus (Elektromotor-Antriebsmodus) anzeigt; ein Signal, das einen Betriebszustand einer Klimaanlage anzeigt; ein Signal, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigt, die der Drehzahl N_OUT der Ausgangswelle 22 entspricht; ein Signal, das eine Temperatur eines Arbeitsöls des Automatikgetriebeabschnitts 20 anzeigt; ein Signal, das einen Betätigungszustand einer Seitenbremse anzeigt; ein Signal, das einen Betätigungszustand einer Fußbremse anzeigt; ein Signal, das eine Temperatur eines Katalysators anzeigt; ein Signal, das einen Betätigungsumfang (einen Betätigungswinkel) A_CC eines manuell zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements in Form eines Gaspedals 45 anzeigt; ein Signal, das einen Nockenwinkel anzeigt; ein Signal, das die Auswahl eines Schnee-Antriebsmodus anzeigt; ein Signal, das einen Längsrichtungs-Beschleunigungswert G des Fahrzeugs anzeigt; ein Signal, das die Auswahl eines Autopilot-Antriebsmodus anzeigt; ein Signal, das ein Gewicht des Fahrzeugs anzeigt; Signale, die die Drehzahlen der Antriebsräder des Fahrzeugs anzeigen; ein Signal, das einen Betriebszustand eines Schalters für ein stufenweise variables Schalten anzeigt, der vorgesehen ist, um den Differentialabschnitt 11 (den Leistungsverteilungsmechanismus 16) in den stufenweise variablen Schaltzustand (den Sperrzustand) zu bringen, in dem der Getriebemechanismus 10 als stufenweise variables Getriebe fungiert; ein Signal, das einen Schalter für ein stufenlos variables Schalten anzeigt, der vorgesehen ist, um den Differentialabschnitt 11 in den stufenlos variablen Schaltzustand (den Differentialzustand) zu bringen, in dem der Getriebemechanismus 10 als stufenlos variables Getriebe fungiert; ein Signal, das eine Drehzahl N_M1 des ersten Elektromotors M1 (im folgenden als „erste Elektromotor-Drehzahl N_M1 bezeichnet) anzeigt; ein Signal, das eine Drehzahl N_M2 des zweiten Elektromotors M2 (im folgenden als „zweite Elektromotor-Drehzahl N_M2 bezeichnet) anzeigt; und ein Signal, das ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F des Verbrennungsmotors 8 anzeigt.
Die elektronische Steuereinrichtung 40 ist ferner dafür ausgelegt, verschiedene Signale zu erzeugen, wie: Steuersignale, die an eine Maschinenleistungs-Steuereinrichtung 43 (in 5 dargestellt) angelegt werden, um die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 zu steuern, wie ein Antriebssignal, um ein Drosselstellglied 97 anzusteuern, um einen Öffnungswinkel θ_TH einer elektronischen Drosselklappe 96, die in einem Ansaugrohr 95 des Verbrennungsmotors 8 angeordnet ist, zu steuern, ein Signal, um eine Kraftstoffmenge, die durch eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 98 in das Ansaugrohr 95 oder die Zylinder des Verbrennungsmotors 8 eingespritzt wird, zu steuern, ein Signal, das an eine Zündeinrichtung 99 angelegt wird, um den Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors 8 zu steuern, und ein Signal, um einen Laderdruck des Verbrennungsmotors 8 einzustellen; ein Signal, um die elektrische Klimaanlage zu betätigen; Signale, um die Elektromotoren M1 und M2 zu betätigen; ein Signal, um einen Schaltbereichsindikator zum Anzeigen der ausgewählten Betätigungs- oder Schaltstellung des Schalthebels 46 anzuzeigen; ein Signal, um einen Zähnezahlverhältnisindikator zur Anzeige des Zähnezahlverhältnisses zu betätigen; ein Signal, um einen Schneemodusindikator zur Anzeige der Auswahl des Schnee-Antriebsmodus anzuzeigen; ein Signal, um ein ABS-Stellglied für eine Antiblockierbremsung der Räder zu betätigen; ein Signal, um einen M-Modusindikator zur Anzeige der Auswahl des M-Modus zu betätigen; Signale, um solenoidbetätigte Ventile, die in einer hydraulischen Steuereinheit 42 (in 5 dargestellt) enthalten sind, die vorgesehen ist, um die hydraulischen Stellglieder der hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen des Differentialabschnitts 11 und des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu steuern, zu betätigen; ein Signal, um eine elektrische Ölpumpe, die als Hydraulikdruckquelle für die hydraulische Steuereinheit 42 verwendet wird, zu betätigen; ein Signal, um eine elektrische Heizung anzusteuern; und ein Signal, das an einen Tempomat-Computer angelegt wird.
5 ist ein Funktionsblockschema zur Erklärung von wichtigen Steuerfunktionen der elektronischen Steuereinrichtung 40. Ein Steuermittel 54 für das stufenweise variable Schalten, das in 5 dargestellt ist, ist dafür ausgelegt, zu bestimmen, ob eine Schaltaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 stattfinden sollte oder nicht, d.h. die Gangstellung zu bestimmen, in die der Automatikgetriebeabschnitt 20 geschaltet werden sollte oder nicht. Diese Bestimmung wird auf Grundlage eines Zustands des Fahrzeugs in Form der Fahrzeuggeschwindigkeit V und eines Ausgangsmoments T_OUT des Automatikgetriebeabschnitts 20 und gemäß einem Schaltgrenzlinien-Kennfeld (einem Schaltsteuerungs-Kennfeld oder einer entsprechenden Beziehung), das im Speichermittel 56 hinterlegt ist und das Hochschalt-Grenzlinien, die von durchgezogenen Linien in 5 angezeigt werden, und Runterschalt-Grenzlinien, die von Einzelpunktstrichlinien in 5 angezeigt werden, darstellt, getroffen. Das Steuermittel 54 für das stufenweise variable Schalten erzeugt Befehle, die an die hydraulische Steuereinrichtung 42 angelegt werden, um die beiden hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen jeweils selektiv ein- und auszurücken, um die bestimmte Gangstellung des Automatikgetriebeabschnitts 20 entsprechend der Tabelle von 2 einzurichten.
Ein Hybridsteuermittel 52 ist dafür ausgelegt, den Verbrennungsmotor 8, der in einem Betriebsbereich mit hohem Wirkungsgrad gesteuert werden soll, zu steuern und die ersten und zweiten Elektromotoren M1, M2 so zu steuern, dass ein Verhältnis von Antriebskräften, die vom Verbrennungsmotor 8 und vom zweiten Elektromotor M2 erzeugt werden, und eine Reaktionskraft, die vom ersten Elektromotor M1 während dessen Betrieb als elektrischer Generator erzeugt wird, zu optimieren, um dadurch die Übersetzung γ0 des Differentialabschnitts 11, der als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe fungiert, während der Getriebemechanismus 10 den stufenlos variablen Schaltzustand einnimmt, d.h. während der Differentialabschnitt 11 den Differentialzustand einnimmt, zu optimieren. Beispielsweise berechnet das Hybridsteuermittel 52 eine Soll- (eine erforderliche) Fahrzeugausgangsleistung bei der aktuellen Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs auf der Basis des Betätigungsumfangs A_CC des Gaspedals, der als eine vom Fahrer geforderte Fahrzeug-Ausgangsleistung verwendet wird, und der Fahrzeug-Fahrgeschwindigkeit V und berechnet eine erforderliche Gesamt-Fahrzeugausgangsleistung auf der Basis der errechneten Soll-Fahrzeugausgangsleistung und einer Menge an elektrischer Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt werden muss. Das Hybridsteuermittel 52 berechnet eine Soll-Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8, um die errechnete erforderliche Gesamt-Fahrzeugausgangsleistung zu erhalten, wobei es einen Leistungsübertragungsverlust, eine Last, die auf verschiedene Einrichtungen des Fahrzeugs wirkt, ein Unterstützungsmoment, das vom zweiten Elektromotor M2 erzeugt wird, usw. berücksichtigt. Das Hybridsteuermittel 52 steuert die Drehzahl N_E und das Drehmoment T_E des Verbrennungsmotors 8, um die errechnete Soll-Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors und die Menge der vom ersten Elektromotor M1 erzeugten elektrischen Energie zu erhalten.
Das Hybridsteuermittel 52 ist dafür ausgelegt, die Hybridsteuerung zu implementieren, wobei es die aktuell ausgewählte Gangstellung des Automatikgetriebeabschnitts 20 berücksichtigt, um das Fahrverhalten des Fahrzeugs und die Kraftstoffausnutzung des Verbrennungsmotors 8 zu verbessern. Bei der Hybridsteuerung wird der Differentialabschnitt 11 so gesteuert, dass er als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe fungiert, um die Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E und die Fahrzeuggeschwindigkeit V für einen effizienten Betrieb des Verbrennungsmotors 8 und die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18, die von der ausgewählten Gangstellung des Getriebeabschnitts 20 bestimmt wird, optimal zu koordinieren. Das heißt, das Hybridsteuermittel 52 bestimmt einen Sollwert für die Gesamtübersetzung γT des Getriebemechanismus 10, so dass der Verbrennungsmotor 8 entsprechend einer gespeicherten optimalen Kraftstoffausnutzungs-Kurve (einem Kraftstoffausnutzungs-Kennfeld oder einer entsprechenden Beziehung), die im Speichermittel hinterlegt ist und von einer durchbrochenen Linie in 7 dargestellt wird, betätigt wird. Der Sollwert der Gesamtübersetzung γT des Getriebemechanismus 10 ermöglicht eine Steuerung des Maschinenmoments T_E und der Drehzahl N_E , bei der der Verbrennungsmotor 8 eine Ausgangsleistung liefert, die notwendig ist, um die Soll-Ausgangsleistung des Fahrzeugs (die erforderliche Gesamt-Ausgangsleistung des Fahrzeugs oder die erforderliche Fahrzeugantriebskraft) zu erhalten. Die optimale Kraftstoffausnutzungs-Kurve wird durch Versuche oder dergleichen erhalten, um sowohl den gewünschten Wirkungsgrad als auch die höchste Kraftstoffausnutzung des Verbrennungsmotors 8 zu erhalten, und ist in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definiert, das durch eine Achse der Maschinendrehzahl N_E und eine Achse des Maschinenmoments T_E definiert ist. Das Hybridsteuermittel 52 steuert die Übersetzung γ0 des Differentialabschnitts 11, um den Sollwert der Gesamtübersetzung γT zu erhalten, so dass die Gesamtübersetzung γT innerhalb eines vorgegebenen Bereichs, beispielsweise zwischen 13 und 0,5, gesteuert werden kann.
Bei der Hybridsteuerung steuert das Hybridsteuermittel 52 einen Wechselrichter 58, so dass die elektrische Energie, die vom ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, durch den Wechselrichter 58 an die Stromspeichereinrichtung 60 und den zweiten Elektromotor M2 geliefert wird. Das heißt, ein Großteil der Antriebskraft, die vom Verbrennungsmotor 8 erzeugt wird, wird mechanisch auf das Leistungsübertragungselement 18 übertragen, während der übrige Teil der Antriebskraft vom ersten Elektromotor M1 verbraucht wird, um diesen Teil in die elektrische Energie umzuwandeln, die über den Wechselrichter 58 an den zweiten Elektromotor M2 geliefert wird, so dass der zweite Elektromotor M2 mit der zugeführten elektrischen Energie betrieben wird, um eine mechanische Energie zu erzeugen, die auf die Ausgangswelle 22 übertragen werden soll. Somit ist das Antriebssystem mit einem elektrischen Weg versehen, auf dem elektrische Energie, die durch Umwandlung eines Teils der Antriebskraft des Verbrennungsmotors 8 erzeugt wird, in mechanische Energie umgewandelt wird.
Das Hybridsteuermittel 52 ist so ausgelegt, dass es den Start oder den Antrieb des Verbrennungsmotors durch lediglich den Elektromotor ermöglicht, beispielsweise durch lediglich den zweiten Elektromotor M2, der die Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle verwendet wird, und zwar durch Nutzung der elektrischen CVT-Funktion (Differentialfunktion) des Differentialabschnitts 11, während der Verbrennungsmotor in Ruhestellung gehalten wird. Um ein Nachlaufen des Verbrennungsmotors 8 im Nicht-Betätigungszustand zu verringern, um dadurch die Kraftstoffausnutzung beim Starten des Fahrzeugs oder während des Fahrens des Fahrzeugs mit dem Elektromotor zu verbessern, ist das Hybridsteuermittel 52 dafür ausgelegt, die Maschinendrehzahl N_E je nach Bedarf bei Null oder im Wesentlichen bei Null zu halten, um den ersten Elektromotor M1 so zu steuern, dass er sich mit einer negativen Drehzahl N_M1 frei drehen kann, wobei der Differentialabschnitt 11 seine Differentialfunktion ausübt.
Das Hybridsteuermittel 52 ist ferner so ausgelegt, dass es einen Start des Fahrzeugs, bei dem der Verbrennungsmotor 8 und nicht der Elektromotor als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle verwendet wird, ermöglicht. Der Fahrzeugstart mit dem Verbrennungsmotor 8 wird durch Erhöhen der Drehzahl des Leistungsübertragungselements 16, aufgrund der Differentialfunktion des Leistungsverteilungsmechanismus 16, während die Reaktionskraft des ersten Elektromotors M1 gesteuert wird, bewirkt.
Eine durchgezogene Linie A in 6 stellt ein Beispiel für eine Grenzlinie dar, die eine Verbrennungsmotor-Antriebsregion und eine Elektromotor-Antriebsregion definiert, um die Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle zum Starten und Fahren des Fahrzeugs zwischen dem Verbrennungsmotor 8 und dem Elektromotor (z.B. dem zweiten Elektromotor M2) umzuschalten, anders ausgedrückt, zwischen dem Verbrennungsmotor-Antriebsmodus und dem Elektromotor-Antriebsmodus. Eine vorgegebene gespeicherte Beziehung, welche die Grenzlinie (die durchgezogene Linie A) zum Umschalten zwischen dem Verbrennungsmotor-Antriebsmodus und dem Elektromotor-Antriebsmodus darstellt, ist ein Beispiel für ein Antriebsleistungsquellen-Umschaltkennfeld (ein Antriebsleistungsquellen-Kennfeld) in einem zweidimensionalen Koordinatensystem, das durch Steuerparameter in Form der Fahrzeuggeschwindigkeit V und eines mit der Antriebskraft in Beziehung stehenden Werts in Form des Ausgangsmoments T_OUT definiert ist. Dieses Antriebsleistungsquellen-Umschaltkennfeld ist im Speichermittel 56 zusammen mit dem Schaltgrenzlinien-Kennfeld (dem Schaltkennfeld), das durch durchgezogene Linien und Einpunktstrichlinien in 6 angezeigt ist, gespeichert.
Das Hybridsteuermittel 52 bestimmt, ob die Fahrzeugbedingung in der Elektromotor-Antriebsregion oder der Verbrennungsmotor-Antriebsregion liegt, und richtet den Elektromotor-Antriebsmodus oder den Verbrennungsmotor-Antriebsmodus ein. Diese Bestimmung wird auf der Basis der Fahrzeugbedingung, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das erforderliche Ausgangsmoment T_OUT dargestellt wird, und gemäß dem Antriebsleistungsquellen-Umschaltkennfeld von 6 getroffen. Wie aus 6 hervorgeht, wird der Elektromotor-Antriebsmodus im Allgemeinen durch das Hybridsteuermittel 52 eingerichtet, wenn das Ausgangsmoment T_OUT in einem vergleichsweise niedrigen Bereich liegt, in dem der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors relativ niedrig ist, d.h. wenn das Maschinenmoment T_E in einem relativ niedrigen Bereich liegt oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V in einem relativ niedrigen Bereich liegt, d.h. wenn die Fahrzeuglast relativ niedrig ist. Üblicherweise wird daher das Fahrzeug im Elektromotor-Antriebsmodus und nicht im Verbrennungsmotor-Antriebsmodus gestartet. Wenn die Fahrzeugbedingung beim Starten des Fahrzeugs infolge einer Zunahme des erforderlichen Ausgangsmoments T_OUT oder des Maschinenmoments T_E aufgrund einer Betätigung des Gaspedals 45 außerhalb der Motorantriebsregion liegt, die vom Antriebsleistungsquellen-Umschaltkennfeld von 6 definiert wird, kann das Fahrzeug im Verbrennungsmotor-Antriebsmodus gestartet werden.
Das Hybridsteuermittel 52 ist dafür ausgelegt, den Verbrennungsmotor 8 dank der elektrischen CVT-Funktion des Differentialabschnitts 11 im betätigten Zustand zu halten, unabhängig davon, ob das Fahrzeug steht oder mit relativ niedriger Geschwindigkeit fährt. Wenn der erste Elektromotor M1 betätigt werden muss, um die Stromspeichereinrichtung 60 zu laden, während das Fahrzeug steht, damit die Stromspeichereinrichtung 60 geladen wird, wenn die Menge an elektrischer Energie, SOS, die in der Speichereinrichtung 60 gespeichert ist, verringert ist, kann die Drehzahl N_E des Verbrennungsmotors 8, der betätigt wird, um den ersten Elektromotor M1 bei relativ hoher Geschwindigkeit zu betätigten, dank der Differentialfunktion des Leistungsverteilungsmechanismus 16 hoch genug gehalten werden, damit der Verbrennungsmotor 8 aus eigener Kraft weiterlaufen kann, trotzdem die Betriebsdrehzahl des zweiten Elektromotors M2, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt wird, null (im Wesentlichen null) ist, wenn das Fahrzeug steht.
Das Hybridsteuermittel 52 ist ferner dafür ausgelegt, die Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E durch Steuern der Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors und/oder der Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors dank der elektrischen CVT-Funktion des Differentialabschnitts 11 bei einer gewünschten Drehzahl zu halten, unabhängig davon, ob das Fahrzeug steht oder fährt. Wie aus dem Fluchtliniendiagramm von 3 hervorgeht, kann das Hybridsteuermittel 52 die Maschinendrehzahl N_E durch Erhöhen der Drehzahl N_M1 des ersten Elektromotors erhöhen, während die Drehzahl N_M2 des zweiten Elektromotors, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt wird, im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Das Hybridsteuermittel 52 ist ferner dafür ausgelegt, den ersten Elektromotor M1 in einem lastfreien Zustand zu halten, indem ein elektrischer Strom, der von der Stromspeichereinrichtung 60 über den Wechselrichter 58 zum ersten Elektromotor M1 geliefert wird, unterbrochen wird. Wenn der erste Elektromotor M1 in den lastfreien Zustand gebracht wird, wird zugelassen, dass sich der erste Elektromotor M1 frei dreht, und der Differentialabschnitt wird in einen Zustand gebracht, der dem Leistungsunterbrechungszustand ähnelt, in dem keine Leistung auf dem Leistungsübertragungsweg innerhalb des Differentialabschnitts 11 übertragen werden kann und keine Ausgangsleistung vom Differentialabschnitt 11 erzeugt werden kann. Das heißt, das Hybridsteuermittel 52 ist dafür ausgelegt, den ersten Elektromotor M1 in den lastfreien Zustand zu bringen, um dadurch den Differentialabschnitt 11 in einen neutralen Zustand zu bringen, in dem der Leistungsübermittlungsweg elektrisch unterbrochen ist.
Wie in 5 dargestellt, ist ein Schnellgang-Bestimmungsmittel 62 dafür ausgelegt, zu bestimmen, ob die Gangstellung, in welche der Getriebemechanismus 10 aufgrund der Fahrzeugbedingung und beispielsweise entsprechend dem im Speichermittel 56 hinterlegten Gangwechselgrenzlinien-Kennfeld, das in 6 dargestellt ist, geschaltet werden soll, eine Schnellgangstellung, beispielsweise die fünfte Gangstellung ist. Diese Bestimmung wird dadurch getroffen, dass bestimmt wird, ob die Gangstellung, die vom Steuermittel 54 für den stufenweise variablen Gangwechsel ausgewählt wird, die fünfte Gangstellung ist oder nicht, um zu bestimmen, ob die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 eingerückt werden sollte, um den Getriebemechanismus 10 in den stufenweise variablen Schaltzustand zu bringen.
Ein Umschaltungssteuermittel 50 ist dafür ausgelegt, den Getriebemechanismus 10 auf der Basis der Fahrzeugbedingung selektiv zwischen dem stufenlos variablen Schaltzustand und dem stufenweise variablen Schaltzustand umzuschalten. Beispielsweise ist das Umschaltungssteuermittel 50 dafür ausgelegt, auf der Basis der Fahrzeugbedingung, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem erforderlichen Ausgangsmoment T_OUT und entsprechend dem Umschaltgrenzlinien-Kennfeld (dem Umschaltungssteuer-Kennfeld oder der entsprechenden Beziehung), das im Speichermittel 56 hinterlegt ist und von einer durchbrochenen Linie und einer Zweipunktstrichlinie in 6 als Beispiel dargestellt ist, zu bestimmen, ob der Schaltzustand des Getriebemechanismus 10 geändert werden sollte oder nicht, d.h. ob die Fahrzeugbedingung in der stufenlos variablen Schaltregion liegt, um den Getriebemechanismus 10 in den stufenlos variablen Schaltzustand zu bringen, oder in der stufenweise variablen Schaltregion, um den Getriebemechanismus 10 in den stufenweise variablen Schaltzustand zu bringen. Das Umschaltungssteuermittel 50 bringt den Getriebemechanismus 10 in den stufenlos variablen Schaltzustand oder den stufenweise variablen Schaltzustand, je nachdem, ob die Fahrzeugbedingung in der stufenlos variablen Schaltregion oder der stufenweise variablen Schaltregion liegt.
Im Einzelnen verhindert das Umschaltungssteuermittel 50, wenn es bestimmt, dass die Fahrzeugbedingung in der der stufenweise variablen Schaltregion liegt, dass das Hybridsteuermittel 52 eine Hybridsteuerung oder eine stufenlos variable Schaltsteuerung durchführt, und lässt zu, dass das Steuermittel 54 für ein stufenweise variables Schalten eine vorgegebene stufenweise variable Schaltsteuerung durchführt, bei der der Getriebeabschnitt 20 automatisch entsprechend dem Schaltgrenzlinien-Kennfeld, das im Speichermittel 56 hinterlegt ist und als Beispiel in 6 dargestellt ist, geschaltet wird. 2 zeigt die Kombinationen der Einrückungsaktionen der hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen C0, C1, C2, B0, B1, B2 und B3 an, die im Speichermittel 56 hinterlegt sind und die selektiv für das automatische Schalten des Automatikgetriebeabschnitts 20 verwendet werden. Im stufenweise variablen Schaltzustand fungiert der Getriebemechanismus 10 als Ganzes, der aus dem Differentialabschnitt 11 und dem Automatikgetriebeabschnitt 20 besteht, als so genanntes stufenweise variables Getriebe, das automatisch entsprechend der Tabelle von 2 geschaltet wird.
Wenn das Schnellgang-Bestimmungsmittel 62 bestimmt hat, dass der Getriebemechanismus 10 in die fünfte Gangstellung geschaltet werden sollte, befiehlt das Umschaltungssteuermittel 50 der hydraulischen Steuereinheit 42, die Schaltkupplung C0 auszurücken und die Schaltbremse B0 einzurücken, um zuzulassen, dass der Differentialabschnitt 11 als Hilfsgetriebe fungiert, das eine feste Übersetzung γ0 von beispielsweise 0,7 aufweist, so dass der Getriebemechanismus 10 als Ganzes in eine Schnellgangstellung, die so genannte „Overdrive-Gangstellung“ mit einem Übersetzungsverhältnis von unter 1,0 gebracht wird. Wenn das Schnellgang-Bestimmungsmittel 62 nicht bestimmt hat, dass der Getriebemechanismus 10 in die fünfte Gangstellung geschaltet werden sollte, befiehlt das Umschaltungssteuermittel 50 der hydraulischen Steuereinheit 42, die Schaltkupplung C0 einzurücken und die Schaltbremse B0 auszurücken, um zuzulassen, dass der Differentialabschnitt 11 als Hilfsgetriebe mit einer festen Übersetzung γ0 von beispielsweise 1,0 dient, so dass der Getriebemechanismus 10 insgesamt in eine Drehzahlverringerungs-Gangstellung mit einem Übersetzungsverhältnis von nicht unter 1,0 gebracht wird. Somit wird, wenn der Getriebemechanismus 10 durch das Umschaltungssteuermittel 50 in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht wird, der Differentialabschnitt 11, der als Hilfsgetriebe fungieren kann, unter der Steuerung des Umschaltungssteuermittels 50 in eine von zwei Gangstellungen gebracht, während der Automatikgetriebeabschnitt 20, der mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe geschaltet ist, als stufenweise variables Getriebe fungiert, so dass der Getriebemechanismus 10 insgesamt als so genanntes stufenlos variables Automatikgetriebe fungiert.
Wenn das Umschaltsteuermittel 50 bestimmt hat, dass die Fahrzeugbedingung die stufenlos variable Schaltregion ist, um den Getriebemechanismus 10 in den stufenlos variablen Schaltzustand zu bringen, befiehlt das Umschaltungssteuermittel 50 der hydraulischen Steuereinheit 42, sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 auszurücken, um den Differentialabschnitt 11 in den stufenlos variablen Schaltzustand zu bringen. Gleichzeitig lässt das Umschaltungssteuermittel 50 zu, dass das Hybridsteuermittel 52 die Hybridsteuerung verwirklicht, und befiehlt dem Steuermittel 54 für das stufenlos variable Schalten, die vorgegebene Gangstellung auszuwählen und zu halten, oder zuzulassen, dass der automatische Getriebeabschnitt 20 entsprechend dem Schaltgrenzlinien-Kennfeld, das im Kennfeldspeicher 56 gespeichert und als Beispiel in 6 dargestellt ist, automatisch geschaltet wird. Im letzteren Fall verwirklicht das Steuermittel 54 für das variabel gestufte Schalten die automatische Schaltsteuerung durch geeignete Auswahl der Kombinationen der Betätigungszustände der Reibkupplungseinrichtungen, die in der Tabelle von 2 dargestellt sind, außer den Kombinationen, welche die Einrückung der Schaltkupplung C0 und der Bremse B0 beinhalten. Somit fungiert der Differentialabschnitt 11, der unter der Steuerung des Umschaltungssteuermittels 50 in den stufenlos variablen Schaltzustand geschaltet wird, als stufenlos variables Getriebe, während der Automatikgetriebeabschnitt 20, der mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe geschaltet ist, als stufenweise variables Getriebe fungiert, so dass der Getriebemechanismus 10 eine ausreichende Fahrzeugantriebskraft liefert, damit die Eingangsdrehzahl N_IN des Automatikgetriebeabschnitts 20, der eine der ersten bis vierten Gangstellungen einnimmt, d.h. die Drehzahl N₁₈ des Leistungsübertragungselements 18, kontinuierlich verändert wird, so dass die Übersetzung des Getriebemechanismus 10, wenn der Getriebeabschnitt 20 eine dieser Gangstellungen einnimmt, über einen vorgegebenen Bereich kontinuierlich geändert werden kann. Somit ist die Übersetzung des Automatikgetriebeabschnitts 20 über die benachbarten Gangstellungen hinweg kontinuierlich variabel, wodurch die Gesamtübersetzung γT des Getriebemechanismus 10 stufenlos variabel ist.
Die Kennfelder von 6 werden nun ausführlich beschrieben. Das in 6 als Beispiel dargestellte und im Speichermittel 56 hinterlegte die Schaltgrenzlinien-Kennfeld (Schaltkennfeld oder -beziehung) wird verwendet, um zu bestimmen, ob der Automatikgetriebeabschnitt 20 geschaltet werden sollte oder nicht, und ist in einem zweidimensionalen Koordinatensystem durch Steuerparameter, die aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem mit der Antriebskraft in Beziehung stehenden Wert in Form des erforderlichen Ausgangsmoment T_OUT bestehen, definiert. In 6 zeigen die durchgezogenen Linien die Hochschalt-Grenzlinien, während die Einpunktstichlinien die Runterschalt-Grenzlinien anzeigen. Die gestrichelten Linien in 6 stellen den oberen Fahrzeuggeschwindigkeits-Grenzwert VI und den oberen Ausgangsmoment-Grenzwert T1 dar, die für das Umschaltungssteuermittel 50 verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Fahrzeugbedingung in stufenlos variablen Schaltregion oder in stufenweise variablen Schaltregion liegt. Anders ausgedrückt, die gestrichelten Linien stellen eine Grenzlinie für ein Fahren mit hoher Geschwindigkeit dar, die den oberen Grenzwert VI für die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, oberhalb dessen bestimmt wird, dass das Hybridfahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, sowie eine Grenzlinie für ein Fahren mit hoher Ausgangsleistung, die den oberen Grenzwert T1 für das Ausgangsmoment T_OUT des Automatikgetriebeabschnitts 20 anzeigt, oberhalb dessen bestimmt wird, dass das Hybridfahrzeug mit hoher Ausgangsleistung fährt. Das Ausgangsmoment T_OUT ist ein Beispiel für den mit der Antriebskraft in Beziehung stehenden Wert, der auf die Antriebskraft des Hybridfahrzeugs bezogen ist. 6 zeigt auch Zweipunktstrichlinien, die in Bezug auf die gestrichelten Linien um einen geeigneten Betrag einer Steuerhysterese für die Bestimmung, ob der stufenweise variable Schaltzustand in den stufenlos variablen Schaltzustand geändert wird, oder vice versa, versetzt sind. Somit stellen die gestrichelten Linien und die Zweipunktstrichlinien von 6 das gespeicherte Umschaltgrenzlinien-Kennfeld (das Umschaltungssteuer-Kennfeld oder die entsprechende Beziehung) dar, das vom Umschaltungssteuermittel 50 verwendet wird, um zu bestimmen, ob die Fahrzeugbedingung in der stufenweise variablen Schaltregion oder der stufenlos variablen Schaltregion liegt, je nachdem, ob die Steuerparameter in Form der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Ausgangsmoments T_OUT höher als die vorgegebenen oberen Grenzwerte V, T1 sind oder nicht. Dieses Schaltgrenzlinien-Kennfeld kann zusammen mit dem Gangwechselgrenzlinien-Kennfeld im Speichermittel 56 hinterlegt werden. Das Umschaltgrenzlinien-Kennfeld kann den oberen Fahrzeuggeschwindigkeits-Grenzwert VI und/oder den oberen Ausgangsmoment-Grenzwert T1 oder die Fahrzeuggeschwindigkeit V und/oder das Ausgangsmoment T_OUT als mindestens einen Parameter verwenden.
Die oben beschriebenen Kennfelder für die Schaltgrenzlinien, die Umschaltgrenzlinien und die Antriebsleistungsquellen-Umschaltgrenzlinien können durch gespeicherte Gleichungen für den Vergleich der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit V mit dem Grenzwert VI und den Vergleich des aktuellen Ausgangsmoments T_OUT mit dem Grenzwert T1 ersetzt werden. In diesem Fall schaltet das Umschaltungssteuermittel 50 den Getriebemechanismus 10 durch Einrückung der Schaltbremse B0, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V den oberen Grenzwert V1 überschritten hat, oder durch Einrückung der Schaltkupplung C0, wenn das Ausgangsmoment T_OUT des Automatikgetriebeabschnitts 20 den oberen Grenzwert T1 überschritten hat, in den stufenweise variablen Schaltzustand. Das Umschaltungssteuermittel 50 kann dafür ausgelegt sein, den Getriebemechanismus 10 in den stufenweise variablen Schaltzustand zu bringen, auch wenn die Fahrzeugbedingung in stufenlos variablen Schaltregion liegt, sobald irgendeine Fehlfunktion oder eine Verschlechterung der elektrischen Komponenten, wie der Elektromotoren, die dazu dienen, den Differentialabschnitt 11 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe zu betätigen, erfasst wird. Diese elektrischen Komponenten schließen Komponenten ein wie den ersten Elektromotor M1, den zweiten Elektromotor M2, den Wechselrichter 58, die Stromspeichereinrichtung 50 und elektrische Leitungen, welche diese Komponenten miteinander verbinden und mit dem elektrischen Weg verbunden sind, auf dem elektrische Energie, die vom ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, in mechanische Energie umgewandelt wird. Die funktionelle Verschlechterung der Komponenten kann durch ihr Versagen oder durch einen Abfall ihrer Temperaturen bewirkt werden.
Der oben angegebene mit der Antriebskraft in Beziehung stehende Wert ist ein Parameter, der der Antriebskraft des Fahrzeugs entspricht, wobei es sich um das Ausgangsmoment T_OUT des Automatikgetriebeabschnitts 20, das Maschinenausgangsmoment T_E oder einen Beschleunigungswert G des Fahrzeugs ebenso wie um ein Antriebsmoment oder eine Antriebskraft der Antriebsräder 38 handeln kann. Bei dem Parameter kann es sich um folgendes handeln: einen aktuellen Wert, der auf der Basis des Betätigungsumfangs A_CC des Gaspedals 45 oder des Öffnungswinkels der Drosselklappe (oder der Einsaugluftmenge, des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses oder der eingespritzten Kraftstoffmenge) und der Maschinendrehzahl N_E berechnet wird; oder irgendeinen von geschätzten Werten des erforderlichen (Soll-) Maschinenmoments T_E , des erforderlichen (Soll-) Ausgangsmoments T_OUT des Getriebeabschnitts 20 und der erforderlichen Fahrzeugantriebskraft, die auf der Basis des Betätigungsumfangs A_CC des Gaspedals 45 oder des Betätigungswinkels der Drosselklappe berechnet werden. Das oben beschriebene Fahrzeugantriebsmoment kann auf der Basis nicht nur des Ausgangsmoments T_OUT usw., sondern auch des Verhältnisses der Differentialgetriebeeinrichtung 36 und des Radius der Antriebsräder 38 berechnet werden oder kann direkt durch einen Momentsensor und dergleichen erfasst werden.
Beispielsweise wird der obere Fahrzeuggeschwindigkeits-Grenzwert VI so bestimmt, dass der Getriebemechanismus 10 in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht wird, während das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt. Diese Bestimmung ist wirksam, um die Möglichkeit einer Verschlechterung der Kraftstoffausnutzung des Fahrzeugs zu verringern, falls der Getriebemechanismus 10 in den stufenlos variablen Schaltzustand gebracht würde, während das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt. Dagegen wird der obere Ausgangsmoment-Grenzwert T1 abhängig von den Betriebskennlinien des ersten Elektromotors M1, der klein ist und dessen maximale Ausgabe an elektrischer Energie relativ verkleinert ist, bestimmt, so dass das Reaktionsmoment des ersten Elektromotors M1 nicht so groß ist, wenn die Verbrennungsmotor-Ausgangsleistung des Fahrzeugs relativ hoch ist, wenn dieses mit hoher Ausgangsleistung fährt.
In 7 ist ein Umschaltgrenzlinien-Kennfeld (ein Umschaltungssteuerungs-Kennfeld oder eine entsprechende Beziehung) dargestellt, das im Speichermittel 56 hinterlegt ist und das Verbrennungsmotorleistungs-Linien definiert, die als Grenzlinien dienen, die vom Umschaltungssteuermittel 50 verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Fahrzeugbedingung in der stufenweise variablen oder der stufenlos variablen Schaltregion liegt oder nicht. Diese Verbrennungsmotorleistungs-Linien werden durch Steuerparameter in Form der Maschinendrehzahl N_E und des Maschinenmoments N_T definiert. Das Umschaltungssteuermittel 50 kann das Umschaltgrenzlinien-Kennfeld von 8 anstelle des Umschaltgrenzlinien-Kennfelds von 6 verwenden, um auf der Basis der Maschinendrehzahl N_E und des Maschinenmoments T_E zu bestimmen, ob die Fahrzeugbedingung in der stufenlos variablen oder der stufenweise variablen Schaltregion liegt. Das Umschaltgrenzlinien-Kennfeld von 6 kann auf dem Umschaltgrenzlinien-Kennfeld von 7 basieren. Anders ausgedrückt, die gestrichelten Linien in 6 können auf der Basis der Beziehung (des Kennfelds) von 7 in dem zweidimensionalen Koordinatensystem, das von den Steuerparametern in Form der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Ausgangsmoments T_OUT definiert wird, bestimmt werden.
Die stufenweise variable Schaltregion, die von dem Umschaltgrenzlinien-Kennfeld von 6 definiert wird, ist als eine Hochmoment-Antriebsregion definiert, in der das Ausgangsmoment T_OUT nicht niedriger ist als der vorgegebene obere Grenzwert T₁ , oder als eine Hochgeschwindigkeits-Antriebsregion, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht unter dem vorgegebenen oberen Grenzwert VI liegt. Demgemäß wird die stufenweise variable Schaltsteuerung verwirklicht, wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors 8 vergleichsweise hoch ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V vergleichsweise hoch ist, während die stufenweise variable Schaltsteuerung verwirklicht wird, wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors 8 vergleichsweise niedrig ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V vergleichsweise niedrig ist, d.h. wenn der Verbrennungsmotor 8 einen normalen Ausgangsleistungszustand einnimmt. Ebenso ist die stufenweise variable Schaltregion, die von dem Umschaltgrenzlinien-Kennfeld von 7 definiert ist, als Hochmoment-Antriebsregion definiert, in der das Maschinenmoment T_E nicht niedriger ist als der vorgegebene obere Grenzwert TE1, oder als eine Hochgeschwindigkeits-Antriebsregion, in der die Maschinendrehzahl N_E nicht unter dem vorgegebenen oberen Grenzwert NE1 liegt, oder sie ist alternativ als Hochausgangsleistungs-Antriebsregion definiert, in der die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8, die auf der Basis des Maschinenmoments N_T und der Maschinendrehzahl N_E berechnet wird, nicht niedriger ist als ein vorgegebener Grenzwert. Demgemäß wird die stufenweise variable Gangwechselsteuerung verwirklicht, wenn das Drehmoment T_E , die Drehzahl N_E oder die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 vergleichsweise hoch ist, während die stufenweise variable Gangwechselsteuerung verwirklicht wird, wenn das Drehmoment T_E , die Drehzahl N_E oder die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 vergleichsweise niedrig ist, d.h. wenn der Verbrennungsmotor 8 einen normalen Ausgangsleistungszustand einnimmt. Die Grenzlinien des Umschaltgrenzlinien-Kennfelds von 7 können als Hochgeschwindigkeits-Schwellenlinien oder Maschinenhochleistungs-Schwellenlinien betrachtet werden, die obere Grenzwerte für die Fahrzeuggeschwindigkeit V oder die Verbrennungsmotor-Ausgangsleistung definieren.
In der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform wird der Getriebemechanismus 10 in den stufenlos variablen Schaltzustand gebracht, wenn das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit oder mit mittlerer Geschwindigkeit fährt, wodurch ein hoher Grad an Kraftstoffausnutzung durch das Fahrzeug gewährleistet wird. Wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit V, die über dem oberen Grenzwert V1 liegt, fährt, wird der Getriebemechanismus 10 in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht, in dem die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 in erster Linie auf dem mechanischen Leistungsübertragungsweg auf die Antriebsräder 38 übertragen wird, so dass die Kraftstoffausnutzung aufgrund der Verringerung des Umwandlungsverlusts von mechanischer Energie in elektrische Energie, der stattfinden würde, wenn der Differentialabschnitt 11 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe fungieren würde, verbessert ist. Wenn das Fahrzeug mit hoher Ausgangsleistung fährt, wobei das Ausgangsmoment T_OUT höher ist als der obere Grenzwert T1 wird der Getriebemechanismus 10 ebenfalls in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht. Daher wird der Getriebemechanismus 10 nur dann in den stufenlos variablen Schaltzustand gebracht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V relativ niedrig ist oder im mittleren Bereich liegt, oder wenn die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors relativ niedrig ist oder im mittleren Bereich liegt, so dass die Menge an elektrischer Energie, die vom ersten Elektromotor M1 erzeugt werden muss, d.h. die maximale Menge an elektrischer Energie, die vom ersten Elektromotor M1 übertragen werden muss, verringert werden kann, wodurch die erforderliche elektrische Reaktionskraft des ersten Elektromotors M1 verringert werden kann, wodurch es möglich ist, die benötigte Größe des ersten Elektromotors M1 und des zweiten Elektromotors M2 und die benötigte Größe des Antriebssystem, das diese Elektromotoren einschließt, zu verringern.
Das heißt, der obere Grenzwert TE1 wird so bestimmt, dass der erste Elektromotor M1 das Reaktionsmoment erzeugen kann, das dem Motormoment T_E entspricht, wenn die Verbrennungsmotor-Ausgangsleistung T_E nicht über dem oberen Grenzwert TE1 liegt, und der Differentialabschnitt 11 wird in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, wobei das Maschinenmoment T_E über dem oberen Grenzwert TE1 liegt. In dem stufenweise variablen Schaltzustand des Getriebeabschnitts 11 muss der erste Elektromotor M1 nicht das Reaktionsmoment erzeugen, das dem Maschinenmoment T_E entspricht, wie in dem stufenweise variablen Schaltzustand des Getriebeabschnitts 11, wodurch es möglich ist, einen Verschleiß des ersten Elektromotors M1 zu verhindern, während eine Zunahme von dessen Größe vermieden wird. Anders ausgedrückt, die erforderliche maximale Ausgangsleistung vom ersten Elektromotor M1 kann in der vorliegenden Ausführungsform so bestimmt werden, dass dessen mögliche Reaktionsmomentleistung kleiner als ein Wert ist, der dem Maschinenmoment TE entspricht, das den oberen Grenzwert TE1 übertrifft, so dass die erforderliche Größe des ersten Elektromotors M1 verringert werden kann.
Die maximale Ausgangsleistung vom ersten Elektromotor M1 ist eine nominale Einstufung dieses Motors, die durch Versuche in der Umgebung, in der der Motor betrieben wird, bestimmt wird. Der oben beschriebene obere Grenzwert des Maschinenmoments T_E wird durch Versuche bestimmt, so dass der obere Grenzwert ein Wert ist, der bei oder unter dem maximalen Wert des Maschinenmoments T_E liegt, und unterhalb dessen der erste Elektromotor M1 dem Reaktionsmoment standhalten kann, so dass der Verschleiß des ersten Elektromotors M1 verringert werden kann.
Gemäß dem anderen Begriff wird der Getriebemechanismus 10 in den stufenweise variablen Schaltzustand (den Schaltzustand mit fester Übersetzung) und nicht in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht, wenn das Fahrzeug mit hoher Ausgangsleistung fährt, wobei der Fahrzeuglenker mehr Wert auf ein verbessertes Fahrverhalten des Fahrzeugs als auf eine bessere Kraftstoffausnutzung legt. In diesem Fall ändert sich die Maschinendrehzahl N_E mit einer Hochschaltaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20, was eine angenehme rhythmische Änderung der Maschinendrehzahl N_E beim Hochschalten des Getriebeabschnitts 20 gewährleistet, wie in 9 dargestellt.
9 zeigt ein Beispiel für eine manuell zu betätigende Schalteinrichtung in Form einer Schalteinrichtung 46. Die Schalteinrichtung 46 schließt den oben beschriebenen Schalthebel 48 ein, der beispielsweise seitlich nahe am Fahrersitz angeordnet ist und der manuell betätigt wird, um eine aus einer Vielzahl von Stellungen auszuwählen, die aus den folgenden bestehen: einer Parkstellung P, um das Antriebssystem 10 (d.h. den Automatikgetriebeabschnitt 20) in einen neutralen Zustand zu bringen, in dem ein Leistungsübertragungsweg unterbrochen ist, wobei sowohl die erste Kupplung C1 als auch die zweite Kupplung C2 ausgerückt sind und gleichzeitig die Ausgangswelle 22 des Automatikgetriebeabschnitts 20 gesperrt ist; einer Rückwärtsantriebstellung R zum Antreiben des Fahrzeugs in Rückwärtsrichtung; einer neutralen Stellung N, mit der das Antriebssystem 10 in den neutralen Zustand gebracht wird, einer automatischen Vorwärtsantriebs-Schaltstellung D; und einer manuellen Vorwärtsantriebs-Schaltstellung M.
Wenn der Schalthebel 46 in eine ausgewählte Schaltstellung gebracht wird, wird ein manuelles Ventil, das in der hydraulischen Steuereinheit 42 enthalten ist und wirkmäßig mit dem Schalthebel 48 verbunden ist, betätigt, um den entsprechenden Zustand der hydraulischen Steuereinheit 42 einzurichten. In der automatischen Vorwärtsantriebsstellung D oder der manuellen Vorwärtsantriebsstellung M wird eine der ersten bis fünften Gangstellungen (1. bis 5.), die in der Tabelle von 2 angezeigt sind, durch elektrische Steuerung der geeigneten solenoidbetätigten Ventile, die in der hydraulischen Steuereinheit 42 enthalten sind, eingerichtet.
Die oben angegebene Parkstellung P und die neutrale Stellung N sind Nichtantriebsstellungen, die ausgewählt werden, wenn das Fahrzeug nicht angetrieben wird, während die oben angegebene Rückwärtsantriebsstellung R und die automatischen und manuellen Vorwärtsantriebsstellungen D, M Antriebsstellungen sind, die ausgewählt werden, wenn das Fahrzeug angetrieben wird. In den Nichtantriebsstellungen P, N nimmt der Leistungsübertragungsweg im Automatikgetriebeabschnitt 20 den Leistungsunterbrechungszustand ein, der durch Ausrückung von sowohl der ersten Kupplung C1 als auch der zweiten Kupplung C2 eingerichtet wird, wie in der Tabelle von 2 dargestellt. In den Antriebsstellungen R, D, M nimmt der Leistungsübertragungsweg im Automatikgetriebeabschnitt 20 den Leistungsübertragungszustand ein, der durch Einrückung mindestens einer der Kupplungen C1 und C2 eingerichtet wird, wie ebenfalls in der Tabelle von 2 dargestellt ist.
Genauer bewirkt eine manuelle Verstellung des Schalthebels 46 aus der Parkstellung P oder der Neutralstellung N in die Rückwärtsantriebsstellung R, dass die zweite Kupplung C2 eingerückt wird, um den Leistungsübertragungsweg im Automatikgetriebeabschnitt 20 aus dem Leistungsunterbrechungszustand in den Leistungsübertragungszustand umzuschalten. Eine manuelle Verstellung des Schalthebels 46 aus der neutralen Stellung N in die automatische Vorwärtsantriebsstellung D bewirkt, dass zumindest die erste Kupplung C1 eingerückt wird, um den Leistungsübertragungsweg im Automatikgetriebeabschnitt 20 vom Leistungsunterbrechungszustand in den Leistungsübertragungszustand umzuschalten. Die automatische Vorwärtsantriebsstellung D liefert eine Höchstgeschwindigkeitsstellung, und die Stellungen „4“ bis „L“, die in der manuellen Vorwärtsantriebsstellung M ausgewählt werden können, sind Verbrennungsmotor-Bremsstellungen, in denen eine Motorbremse an das Fahrzeug angelegt wird.
Die manuelle Vorwärtsantriebsstellung M befindet sich in Längsrichtung des Fahrzeugs an der gleichen Stelle wie die automatische Vorwärtsantriebsstellung D und ist in der lateralen Richtung des Fahrzeugs von der automatischen Vorwärtsantriebsstellung D beabstandet und nahe zu dieser angeordnet. Der Schalthebel 46 wird in die manuelle Vorwärtsantriebsstellung M gebracht, um manuell eine der oben angegebenen Stellungen „D“ bis „L“ auszuwählen. Genauer kann der Schalthebel 46 von der manuellen Vorwärtsantriebsstellung M in eine Hochschaltstellung „+“ und eine Runterschaltstellung „-“ gebracht werden, die in Längsrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet sind. Jedesmal wenn der Schalthebel 46 in die Hochschaltstellung „+“ oder die Runterschaltstellung „-“ gebracht wird, wird die aktuell ausgewählte Stellung um eine Stellung verändert. Die fünf Stellungen „D“ bis „L“ weisen jeweils andere untere Grenzwerte mit einem Bereich auf, in dem die Gesamtübersetzung yT des Getriebemechanismus 10 automatisch variiert werden kann, d.h. jeweils andere unterste Werte für die Gesamtübersetzung yT, die der höchsten Ausgangsdrehzahl des Getriebemechanismus 10 entspricht. Das heißt, die fünf Stellungen „D“ bis „L“ wählen jeweils unterschiedliche Zahlen von Drehzahlstellungen (Gangstellungen) des Automatikgetriebeabschnitts 20 aus, die automatisch auswählbar sind, so dass die niedrigste Gesamtübersetzung yT, die verfügbar ist, von der ausgewählten Zahl der Gangstellungen bestimmt wird. Der Schalthebel 46 wird von einem Vorspannmittel, wie einer Feder, vorgespannt, so dass der Schalthebel 46 automatisch von der Hochschaltstellung „+“ und der Runterschaltstellung „-“ zurück in die manuelle Vorwärtsantriebsstellung M gebracht wird. Die Schalteinrichtung 46 ist mit einem Schaltstellungssensor 49 ausgestattet, der so aufgebaut ist, dass er die aktuell ausgewählte Stellung des Schalthebels 46 erfasst, so dass Signale, die die aktuell ausgewählte Betätigungsstellung des Schalthebels 48 und die Zahl der Schaltoperationen des Schalthebels 46 in der manuellen Vorwärtsantriebsstellung M anzeigen, an die elektronische Steuereinrichtung 40 angelegt werden.
Wenn der Schalthebel 46 in die automatische Vorwärtsantriebsstellung D gebracht wird, bewirkt das Umschaltungssteuermittel 50 eine automatische Umschaltungssteuerung des Getriebemechanismus 10 entsprechend dem in 6 dargestellten gespeicherten Schaltgrenzlinien-Kennfeld, und das Hybridsteuermittel 52 bewirkt die stufenlos variable Schaltsteuerung des Leistungsverteilungsmechanismus 16, während das stufenweise variable Schaltsteuermittel 54 eine automatische Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 50 bewirkt. Wenn der Getriebemechanismus 10 beispielsweise in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht wird, wird die Schaltaktion des Getriebemechanismus 10 automatisch gesteuert, um eine geeignete unter den ersten bis fünften Gangstellungen, die in 2 dargestellt sind, auszuwählen. Wenn das Antriebssystem in den stufenlos variablen Schaltzustand gebracht wird, wird die Übersetzung des Leistungsübertragungsmechanismus 16 stufenlos verändert, während die Schaltaktion des Automatikgetriebes 20 automatisch gesteuert wird, um eine geeignete unter den ersten bis fünften Gangstellungen auszuwählen, so dass die Gesamtübersetzung yT des Getriebemechanismus 10 so gesteuert wird, dass sie in dem vorgegebenen Bereich stufenlos variabel ist. Die automatische Vorwärtsantriebsstellung D ist eine Stellung, die ausgewählt wird, um einen automatischen Schaltmodus (Automatikmodus) auszuwählen, in dem der Getriebemechanismus 10 automatisch geschaltet wird.
Wenn der Schalthebel 46 in die manuelle Vorwärtsantriebsstellung M gebracht wird, wird dagegen die Schaltaktion des Getriebemechanismus 10 vom Umschaltungssteuermittel 50, vom Hybridsteuermittel 52 und vom stufenweise variablen Schaltsteuermittel 54 automatisch gesteuert, so dass die Gesamtübersetzung yT in einem vorgegebenen Bereich variiert werden kann, dessen unterer Grenzwert von der Gangstellung mit der niedrigsten Übersetzung bestimmt wird, wobei diese Gangstellung durch die jeweilige manuell ausgewählte Gangstellung bestimmt wird. Wenn der Getriebemechanismus 10 beispielsweise in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht wird, wird die Schaltaktion des Getriebemechanismus 10 automatisch innerhalb des oben angegebenen vorgegebenen Bereichs der Gesamtübersetzung γT gesteuert. Wenn der Getriebemechanismus 10 in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht wird, wird die Übersetzung des Leistungsverteilungsmechanismus 16 stufenlos geändert, während die Schaltaktion des Automatikgetriebes 20 automatisch gesteuert wird, um eine geeignete unter Gangstellungen auszuwählen, deren Zahl von jeweils manuell ausgewählten Schaltstellung bestimmt wird, so dass die Gesamtübersetzung yT des Getriebemechanismus 10 so gesteuert wird, dass sie in dem vorgegebenen Bereich stufenlos variabel ist. Die manuelle Vorwärtsantriebsstellung M ist eine Stellung, die ausgewählt wird, um einen manuellen Schaltmodus (einen manuellen Modus) einzurichten, in dem die auswählbaren Gangstellungen des Getriebemechanismus 10 manuell ausgewählt werden.
Wie in 5 dargestellt, ist ein Schaltstellungs-Bestimmungsmittel 82 so gestaltet, dass es die aktuell ausgewählte Stellung des Schalthebels 48, d.h. die Stellung, die der Schalthebel 48 aktuell einnimmt, bestimmt. Diese Bestimmung wird auf der Basis des Signals getroffen, das die aktuell ausgewählte Stellung P_SH des Schalthebels 48 anzeigt, wobei dieses Signal vom Schaltstellungssensor 49 erzeugt wird. Beispielsweise ist das Schaltstellungs-Bestimmungsmittel 82 dafür ausgelegt, auf der Basis des Signals, das die aktuell ausgewählte Stellung P_SH anzeigt, zu bestimmen, ob der Schalthebel 48 die Vorwärtsantriebsstellung D oder die Rückwärtsantriebsstellung R einnimmt.
Ein Antriebsleistungsquellen-Bestimmungsmittel 82 ist so gestaltet, dass es bestimmt, ob der Verbrennungsmotor 8 oder der zweite Elektromotor M2 in erster Linie als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle durch das Hybridsteuermittel 52 verwendet werden sollte. Beispielsweise wird die Bestimmung durch das Antriebsleistungsquellen-Bestimmungsmittel 82, ob in erster Linie der Verbrennungsmotor 8 vom Hybridsteuermittel 52 als die Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle verwendet werden sollte oder nicht, dadurch getroffen, dass bestimmt wird, ob die aktuelle Fahrzeugbedingung, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Ausgangsmoment T_OUT dargestellt wird, in der Verbrennungsmotor-Antriebsregion liegt oder nicht. Diese Bestimmung wird entsprechend dem Antriebsleistungsquellen-Umschaltungskennfeld von 6 getroffen.
Der Differentialabschnitt 11, der in der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen ist, kann zwischen dem stufenlos variablen Schaltzustand und dem stufenweise variablen Schaltzustand (dem Schaltzustand mit festgelegter Übersetzung) umgeschaltet werden. In dem stufenlos variablen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 kann die Maschinendrehzahl N_E durch die elektrisch gesteuerte stufenlos variable Schaltoperation des Differentialabschnitts 11 gesteuert werden, ohne eine Beeinflussung durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V. Beispielsweise hält das Hybridsteuermittel 52 den Verbrennungsmotor 8 aufgrund der elektrischen CVT-Funktion des Differentialabschnitts 11 in Betrieb, auch wenn das Fahrzeug steht oder mit niedriger Geschwindigkeit fährt. Im stufenlos variablen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 lässt daher das Hybridsteuermittel 52 zu, dass der Verbrennungsmotor 8 in Betrieb gehalten wird, wodurch ein Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor 8 auch dann gewährleistet ist, wenn keine fluidbetätigte Leistungsübertragungseinrichtung, wie eine Kupplung, ein Momentwandler oder eine andere Einrichtung, deren Eingangs- und Ausgangsdrehelemente sich relativ zueinander drehen können, im Leistungsübertragungsweg vorhanden ist.
Im Festübersetzungs-Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 sind dagegen der Verbrennungsmotor 8 und die Antriebsräder 38 über einen mechanischen Leistungsübertragungsweg miteinander verbunden, so dass die Maschinendrehzahl N_E von der Fahrzeuggeschwindigkeit V beeinflusst wird. Während das Fahrzeug steht oder mit niedriger Geschwindigkeit fährt, kann das Hybridsteuermittel 52 daher nicht zulassen, dass der Verbrennungsmotor 8 in Betrieb gehalten wird, wodurch das Risiko besteht, dass ein Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor 8 misslingt.
Damit das Hybridsteuermittel 52 in der Lage ist, den stufenlos variablen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 auf angemessene Weise zu steuern, sollte der erste Elektromotor M1 ein Reaktionsmoment erzeugen, das dem Maschinenmoment T_E entspricht. In der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch der Differentialabschnitt 11 in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht, wenn das Maschinenmoment T_E nicht unter dem vorgegebenen oberen Grenzwert TE1 liegt. Somit muss der erste Elektromotor M1 kein Reaktionsmoment erzeugen, das dem Maschinenmoment entspricht, das unter dem oberen Grenzwert TE1 liegt, so dass die erforderliche Größe des ersten Elektromotors M1 verringert werden kann. Falls das erforderliche Ausgangsmoment TOUT durch einen großen Betätigungsumfang des Gaspedals 45, um das Fahrzeug mit dem Verbrennungsmotor zu starten, bei oder unter dem Grenzwert T1, d.h. dem oberen Grenzwert TE1 liegt, schaltet das Hybridsteuermittel 52 den Differentialabschnitt 11 in den stufenweise variablen Schaltzustand. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, das Fahrzeug unter der Steuerung des Hybridsteuermittels 52 auf geeignete Weise mit dem Verbrennungsmotor zu starten. Anders ausgedrückt, damit der erste Elektromotor M1 ein Reaktionsmoment erzeugen kann, das dem Motormoment T_E entspricht, das nicht kleiner ist als der obere Grenzwert TE1, muss der erste Elektromotor M1 lediglich für den Zweck, dass das Fahrzeug mit dem Verbrennungsmotor gestartet werden kann, nachdem das Gaspedal 45 in großem Umfang niedergedrückt wurde, groß sein.
Um eine Zunahme der erforderlichen Größe des ersten Elektromotors M1 zu verhindern, während ein angemessenes Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor unter der Steuerung des Hybridsteuermittels 52 möglich ist, wird das Maschinenmoment T_E so gesteuert, dass eine Zunahme des Maschinenmoments T_E über den oberen Grenzwert TE1 hinaus beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor verhindert wird. Diese Steuerung des Maschinenmoments T_E wird nun beschrieben.
Ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Bestimmungsmittel 84 ist so gestaltet, dass es bestimmt, ob die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V über einem vorgegebenen Wert V2 liegt oder nicht, anders ausgedrückt, ob das Fahrzeug steht oder bei sehr niedriger Geschwindigkeit fährt oder nicht, d.h. ob die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht über dem vorgegebenen Wert V2 liegt oder nicht. Dieser Wert V2 entspricht einer Maschinendrehzahl, oberhalb derer der Verbrennungsmotor aus eigener Kraft weiterlaufen kann, beispielsweise entspricht er einer Verbrennungsmotor-Leerlaufdrehzahl N_IDL . Die Fahrzeuggeschwindigkeit V2 ist ein Schwellenwert, der in dem stufenweise variablen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 verwendet wird, um zu bestimmen, ob die Maschinendrehzahl N_E , die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V beeinflusst wird, höher ist als die Verbrennungsmotor-Leerlaufdrehzahl N_IDL oder nicht. Dieser Schwellenwert V2 wird vorab bestimmt und in einem Speicher hinterlegt.
Ein Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments ist so gestaltet, dass es das Maschinenmoment T_E begrenzt oder beschränkt, um die Ausgangsleistung des ersten Elektromotors M1, der ein Reaktionsmoment erzeugt, das dem Maschinenmoment T_E entspricht, zu verringern, d.h. um eine Zunahme der erforderlichen Größe des ersten Elektromotors M1 zu verhindern. Das Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments begrenzt das Maschinenmoment T_E , wenn das Fahrzeug gestartet wird, wobei der Verbrennungsmotor 8 als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle verwendet wird, d.h. wenn das Schaltstellungs-Bestimmungsmittel 80 bestimmt, dass die aktuell ausgewählte Schaltstellung die Vorwärtsantriebsstellung D oder die Rückwärtsantriebsstellung R ist, und wenn das Antriebsleistungsquellen-Bestimmungsmittel 82 bestimmt, dass die aktuelle Fahrzeugbedingung in der Verbrennungsmotor-Antriebsregion liegt.
Beispielsweise ist das Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments dafür ausgelegt, das Maschinenmoment T_E zu begrenzen, so dass der Differentialabschnitt 11 unter der Steuerung des Hybridsteuermittels 52 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe fungiert, d.h. so dass das Maschinenmoment T_E nicht das maximale Reaktionsmoment überschreitet, das vom ersten Elektromotor M1 erzeugt werden kann. Das heißt, das Maschinenmoment T_E wird beschränkt, um eine Zunahme des Maschinenmoments T_E über den vorgegebenen oberen Grenzwert TE1 hinaus zu verhindern, um zu verhindern, dass der Differentialabschnitt 11 vom Umschaltungssteuermittel 50 aufgrund einer Zunahme des erforderlichen Maschinenmoments T_E in den stufenweise variablen Schaltsteuerzustand gebracht wird, d.h. um zuzulassen, dass der Differentialabschnitt 11 durch das Umschaltungssteuermittel 50 im stufenlos variablen Schaltzustand gehalten wird.
In 10 ist ein Beispiel für eine Ausgangsleistungs-Kennlinie des Maschinenmoments T_E in Beziehung zum Betätigungsumfang Acc des Gaspedals 45 dargestellt. Wie von einer schraffierten Fläche in 10 angezeigt, überschreitet das erforderliche Maschinenmoment T_E den vorgegebenen oberen Grenzwert TE1, wenn der Betätigungsumfang Acc des Gaspedals 45 einen vorgegebenen Wert A_CC1 überschreitet. Die schraffierte Fläche entspricht einer Begrenzungsregion C des Fahrzeugzustands, in der das aktuelle Maschinenmoment T_E unter dem vorgegebenen oberen Grenzwert TE1 gehalten wird, um den Differentialabschnitt 11 im stufenlos variablen Schaltzustand zu halten. Somit begrenzt das Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Maschinenmoment T_E , um die Ausgangsleistungs-Kennlinie des Maschinenmoments T_E von der gestrichelten Linie A in die durchgezogene Linie B zu ändern, wenn der Betätigungsumfang Acc des Gaspedals 45 beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor 8 als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle den oberen Grenzwert A_CC1 überschritten hat.
Wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist als der vorgegebene Wert V2, d.h. wenn das Fahrzeuggeschwindigkeits-Bestimmungsmittel 84 bestimmt, dass die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist als der vorgegebene Wert V2, kommt es nicht zu Problemen, wenn das Umschaltungssteuermittel 50 den Differentialabschnitt 11 in den stufenweise variablen Schaltzustand umschaltet, da der Verbrennungsmotor 8 aus eigener Kraft weiterlaufen kann, auch wenn die Maschinendrehzahl N_E im Festübersetzungs-Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 von der Fahrzeuggeschwindigkeit V beeinflusst wird. Daher begrenzt das Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Maschinenmoment T_E nicht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist als der vorgegebene Wert V2.
Wenn das Fahrzeuggeschwindigkeits-Bestimmungsmittel 84 dagegen bestimmt, dass die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht höher ist als der vorgegebene Wert V2, begrenzt das Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Maschinenmoment T_E , um zu verhindern, dass der Differentialabschnitt 11 unter der Steuerung des Hybridsteuermittels 52 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe fungiert, d.h. um einen Anstieg des Maschinenmoments T_E über das maximale Reaktionsmoment hinaus, das vom ersten Elektromotor M1 erzeugt werden kann, zu verhindern.
In 11 ist ein Beispiel für die stufenlos variable Schaltregion (die Differentialzustandsregion) und die stufenweise variable Schaltregion (die Sperrzustandsregion), die in 6 und 7 dargestellt sind, gezeigt, wie in dem zweidimensionalen Koordinatensystem, das von den Steuerparametern in Form der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Maschinenmoments T_E definiert wird, dargestellt. Eine schraffierte Fläche in 11 entspricht einer Begrenzungsregion D, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht über dem vorgegebenen Wert V2 liegt, während das erforderliche Maschinenmoment T_E größer ist als der vorgegebene obere Grenzwert TE1, und in der das aktuelle Maschinenmoment T_E unter dem vorgegebenen oberen Wert TE1 gehalten wird, um den Differentialabschnitt 11 im stufenlos variablen Schaltzustand zu halten. Somit begrenzt das Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Maschinenmoment T_E , um dessen Zunahme in die Begrenzungsregion D zu verhindern, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V beim Starten des Fahrzeugs unter Verwendung des Verbrennungsmotors 8 als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle nicht höher ist als der vorgegebene Wert V2.
Das Mittel 86 zum Begrenzen des Fahrzeugstart-Maschinenmoments begrenzt das Maschinenmoment T_E , um dessen Zunahme über den oberen Grenzwert TE1 hinaus zu verhindern, durch einen Befehl an die Maschinenleistungs-Steuereinrichtung 43, um eine Aktion oder eine Kombination von Aktionen durchzuführen, die aus folgendem ausgewählt ist: Verkleinerung des Öffnungswinkels der elektronischen Drosselklappe 96 unabhängig vom Betätigungsumfang des Gaspedals 45; Senkung der Menge des von der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 98 zugeführten Kraftstoffs; und Verzögerung des Zeitpunkts der Zündung des Verbrennungsmotors 8 durch die Zündeinrichtung 99. Die Maschinenleistungs-Steuervorrichtung 43 wird von der Einrichtung 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments angewiesen, das Drosselstellglied 97 für die Steuerung des Öffnungswinkels der elektronischen Drosselklappe 96 zu steuern und/oder die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 98 für die Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmenge zu steuern, und/oder die Zündeinrichtung 99, wie einen Zünder, zur Steuerung des Zündzeitpunkts zu steuern, so dass das Maschinemoment T_E auf geeignete Weise begrenzt wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass, wenn die aktuell ausgewählte Stellung P_SH des Schalthebels 48 eine der Nicht-Antriebsstellungen P und N ist, die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 beide in den ausgerückten Zustand gebracht werden, und dass der Leistungsübertragungsweg zwischen dem Differentialabschnitt 11 und dem Automatikgetriebe 20 den Leistungsunterbrechungszustand einnimmt, so dass der erste Elektromotor M1 kein Reaktionsmoment erzeugen muss, das dem Maschinenmoment T_E entspricht. In diesem Fall muss das Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Maschinenmoment T_E nicht begrenzen. Wenn die aktuell ausgewählte Stellung P_SH des Schalthebels 48 die neutrale Stellung N ist, wird der erste Elektromotor M1 in einen unbelasteten Zustand gebracht, und der erste Elektromotor M1 muss kein Reaktionsmoment erzeugen, das dem Maschinenmoment T_E entspricht, so dass das Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Maschinenmoment T_E nicht begrenzen muss.
Im Ablaufschema von 12 ist ein Hauptabschnitt einer Steueroperation der elektronischen Steuereinrichtung 40, d.h. eine Steuerroutine zur Steuerung des Maschinenmoments beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor, dargestellt. Diese Steuerroutine wird wiederholt mit einer sehr kurzen Zykluszeit von beispielsweise mehreren Millisekunden bis mehreren zehn Millisekunden durchgeführt.
Die Steuerroutine wird mit Schritt S 1 (im Folgenden wird „Schritt“ weggelassen) initiiert, der dem Schaltstellungs-Bestimmungsmittel 80 entspricht, um zu bestimmen, oder die aktuell ausgewählte Stellung des Schalthebels 48 die Antriebsstellung D oder R ist. Diese Bestimmung wird auf der Basis des Ausgangssignals des Schaltstellungssensors 49, das die aktuell ausgewählte Stellung P_SH des Schalthebels 48 anzeigt, getroffen.
Falls in S1 eine positive Bestimmung getroffen wird, geht der Steuerablauf zu S2 weiter, der dem Antriebsleistungsquellen-Bestimmungsmittel 82 entspricht, um zu bestimmen, ob in erster Linie der Verbrennungsmotor 8 als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle unter der Steuerung des Hybridsteuermittels 52 verwendet wird oder nicht. Diese Bestimmung wird aufgrund des aktuellen Fahrzeugzustands, der von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Ausgangsmoment T_OUT dargestellt wird, und beispielsweise gemäß dem Antriebsleistungsquellen-Umschaltungskennfelds von 6 getroffen.
Falls in S2 eine positive Bestimmung getroffen wird, geht der Steuerablauf zu S3 über, der dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Bestimmungsmittel 84 entspricht, um zu bestimmen, ob die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist als der vorgegebene Wert V2 oder nicht.
Falls in S3 eine negative Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerablauf zu Schritt S4 über, der dem Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments entspricht, um das Maschinenmoment T_E zu begrenzen, um zuzulassen, dass der Differentialabschnitt 11 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe unter der Steuerung des Hybridsteuermittels 82 fungiert, d.h., um zu verhindern, dass das Maschinenmoment T_E die maximale Reaktionskraft des ersten Elektromotors M1 überschreitet. Beispielsweise begrenzt das Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Maschinenmoment T_E , um dessen Anstieg über den oberen Grenzwert TE1 hinaus zu verhindern, indem es die Maschinenausgangsleistungs-Steuereinrichtung 43 anweist, eine Aktion oder eine Kombination von Aktionen durchzuführen, die unter den folgenden ausgewählt ist: einer Verkleinerung des Öffnungswinkels der elektronischen Drosselklappe 96 unabhängig vom Betätigungsumfang des Gaspedals 45; einer Verringerung der Menge des Kraftstoffs, der von der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung zugeführt wird; und einer Verzögerung des Zeitpunkts für die Zündung des Verbrennungsmotors 8 durch die Zündeinrichtung 99.
Falls in S1 oder S2 eine negative Bestimmung erhalten wird oder falls in S3 eine positive Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerablauf zu Schritt S5 weiter, der ebenfalls dem Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments entspricht und in dem keine Begrenzung des Maschinenmoments T_E bewirkt wird. Die Begrenzung des Maschinenmoments T_E ist nicht nur dann nicht notwendig, wenn das Maschinenmoment T_E nicht größer ist als der obere Grenzwert TE1, sondern auch, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist als der vorgegebene Wert V2, während das Maschinenmoment T_E größer ist als der obere Grenzwert T_E .
In der Steuervorrichtung gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform ist das Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments vorgesehen, um das Maschinenmoment T_E beim Starten des Fahrzeugs unter Verwendung des Verbrennungsmotors 8 als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle zu begrenzen. Somit kann die erforderliche Ausgangsleistung vom ersten Elektromotor M1, der ein Reaktionsmoment erzeugt, das dem Maschinenmoment T_E entspricht, gegenüber dem Fall, dass das Maschinenmoment T_E nicht begrenzt wird, verkleinert werden. Wenn das Maschinenmoment T_E nicht begrenzt würde, würde die maximale Ausgangsleistung des ersten Elektromotors M1 steigen. Daher verhindert die vorliegende Steuereinrichtung eine Zunahme der erforderlichen Größe des ersten Elektromotors M1.
Die vorliegende Ausführungsform ist ferner so ausgelegt, dass das Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Maschinenmoment T_E begrenzt, wenn die Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs nicht höher ist als der vorgegebene Wert V2. Diese Anordnung ermöglicht die angemessene Steuerung des Differentialabschnitts 11, so dass dieser als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe fungiert, auch wenn die Nenn-Ausgangsleitung des ersten Elektromotors M1, der eine Reaktionskraft erzeugt, die dem Maschinenmoment T_E entspricht, verkleinert wird. Anders ausgedrückt, die vorliegende Anordnung macht die Erhöhung der maximalen Ausgangsleistung des ersten Elektromotors M1 für den Zweck der Bewältigung des Maschinenmoments T_E , die auf einen erheblich hohen Wert steigen würde, wenn das Maschinenmoment T_E nicht begrenzt würde, überflüssig.
Die vorliegende Ausführungsform ist ferner dafür ausgelegt, dass das Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Maschinenmoment T_E begrenzt, um einen Anstieg des Maschinenmoments T_E über ein maximales Reaktionsmoment hinaus, das vom ersten Elektromotor M1 erzeugt werden kann, zu verhindern. Somit kann der erste Elektromotor M1 die Reaktionskraft erzeugen, die dem Maschinenmoment T_E entspricht. Daher kann der Differentialabschnitt 11 auf angemessene Weise gesteuert werden, so dass er als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe fungiert, auch wenn das Gaspedal 45, um das Fahrzeug zu starten, in einem Umfang betätigt wird, der anderenfalls groß genug wäre, um zu bewirken, dass das Maschinenmoment T_E das maximale Reaktionsmoment des ersten Elektromotors M1 übertrifft. Die vorliegende Anordnung macht die Erhöhung der maximalen Ausgangsleistung des ersten Elektromotors M1 für den Zweck der Bewältigung des Maschinenmoments T_E , die auf einen erheblich hohen Wert steigen würde, wenn das Maschinenmoment T_E nicht begrenzt würde, überflüssig.
Die vorliegende Ausführungsform ist ferner so ausgelegt, dass der Getriebemechanismus 10 mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 versehen ist, die dazu dienen, den Differentialabschnitt zwischen dem stufenlos variablen Schaltzustand und dem stufenweise variablen Schaltzustand umzuschalten. Beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor, nachdem das Fahrzeug angehalten wurde, oder bei einer Geschwindigkeit nicht über dem vorgegebenen Wert V2 wird das Maschinenmoment T_E vom Mittel 86 zum Begrenzen des Fahrzeugstart-Maschinenmoments begrenzt, um eine Zunahme der Maschinenausgangsleistung T_E über das Reaktionsmoment hinaus, das vom ersten Elektromotor M1 erzeugt werden kann, zu verhindern, d.h. um zu verhindern, dass das Maschinenmoment T_E den vorgegebenen oberen Grenzwert TE1 überschreitet, damit der Verbrennungsmotor 8 in Betrieb gehalten werden kann. Somit kann der erste Elektromotor M1 das Reaktionsmoment erzeugen, das dem Maschinenmoment T_E entspricht, und der Differentialabschnitt 11 muss nicht in den stufenweise variablen Zustand umgeschaltet werden, so dass der Differentialabschnitt 11 auf angemessene Weise gesteuert werden kann, um als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe zu fungieren. Da das Maschinenmoment T_E vom Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments begrenzt wird, kann der Differentialabschnitt 11 auf angemessene Weise gesteuert werden, um als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe zu fungieren, auch wenn das Gaspedal 45, um das Fahrzeug zu starten, in einem Umfang betätigt wird, der andernfalls groß genug wäre, um zu bewirken, dass das Maschinenmoment T_E das maximale Reaktionsmoment des ersten Elektromotors M1 überschreitet, d.h. den oberen Grenzwert TE1 überschreitet. Die vorliegende Anordnung macht die Erhöhung der maximalen Ausgangsleistung des ersten Elektromotors M1 für den Zweck der Bewältigung des Maschinenmoments T_E , die auf einen erheblich hohen Wert steigen würde, wenn das Maschinenmoment T_E nicht begrenzt würde, überflüssig. Somit ist die vorliegende Ausführungsform wirksam, um eine Zunahme der erforderlichen Größe des ersten Elektromotors M1 zu verhindern.
Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun beschrieben. In den folgenden Beschreibungen werden die gleichen Bezugszeichen wie in der vorangehenden Ausführungsform verwendet, um die entsprechenden Elemente zu bezeichnen, welche nicht beschrieben werden.
[Ausführungsform 2]
In der schematischen Darstellung von 13 ist eine Anordnung eines Getriebemechanismus 70 in einer anderen Ausführungsform der Erfindung dargestellt, und 14 ist eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen den Gangstellungen des Getriebemechanismus 70 und unterschiedlichen Kombinationen von Einrückungszuständen der hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen für die Einrichtung dieser jeweiligen Gangstellungen zeigt, während 15 ein Fluchtliniendiagramm zur Erläuterung einer Schaltoperation des Getriebemechanismus 70 ist.
Der Getriebemechanismus 70 schließt den Differentialabschnitt 11 ein, der den ersten Elektromotor M1, einen Leistungsverteilungsmechanismus 16 und einen zweiten Elektromotor M2 aufweist, wie in der vorangehenden Ausführungsform. Der Getriebemechanismus 70 schließt ferner einen Automatikgetriebeabschnitt 72 ein, der drei Vorwärtsantriebspositionen einschließt. Der Automatikgetriebeabschnitt 72 ist zwischen dem Differentialabschnitt 11 und der Ausgangswelle 22 angeordnet und ist über das Leistungsübertragungselement 18 mit dem Differentialabschnitt 11 und der Ausgangswelle 22 in Reihe verbunden ist. Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 schließt den ersten Planetenradsatz 24 vom Einzelritzel-Typ ein, der ein Zähnezahlverhältnis ρ1 von beispielsweise etwa 0,418 aufweist, sowie die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0. Der Automatikgetriebeabschnitt 72 schließt den zweiten Planetenradsatz 26 vom Einzelritzel-Typ ein, der ein Zähnezahlverhältnis ρ2 von beispielsweise etwa 0,532 aufweist, und den dritten Planetenradsatz 28 vom Einzelritzel-Typ, der ein Zähnezahlverhältnis p3 von beispielsweise etwa 0,418 aufweist. Das zweite Sonnenrad S2 vom zweiten Planetenradsatz 26 und das dritte Sonnenrad S3 vom dritten Planetenradsatz 28 sind integral als Einheit miteinander verbunden, werden über die zweite Kupplung C2 selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden und werden über die erste Bremse B1 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt. Der zweite Träger CA2 des zweiten Planetenradsatzes 26 und der dritte Zahnkranz R3 des dritten Planetenradsatzes 28 sind integral miteinander verbunden und an der Ausgangswelle 22 befestigt. Der zweite Zahnkranz R2 wird über die erste Kupplung C1 selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden, und der dritte Träger CA3 wird über die zweite Bremse B2 selektiv mit dem Gehäuse 12 verbunden.
In dem wie oben beschrieben aufgebauten Getriebemechanismus 70 werden eine erste bis vierte Gangstellung (eine erste Drehzahlstellung bis vierte Drehzahlstellung), eine Rückwärtsgangstellung (eine Rückwärtsantriebsstellung) und eine neutrale Stellung durch Einrückaktionen einer entsprechenden Kombination der Reibkupplungsvorrichtungen, die aus der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der Schaltbremse B0, der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2, die oben jeweils beschrieben wurden, ausgewählt sind, selektiv eingerichtet, wie in der Tabelle von 14 angezeigt. Diese Gangstellungen weisen jeweils Übersetzungen γ (Eingangswellen-Drehzahl N_IN / Ausgangswellendrehzahl N_OUT ) auf, die sich als geometrische Reihe ändern. Es sei besonders darauf hingewiesen, dass der Leistungsverteilungsmechanismus 16, der mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 versehen ist, durch Einrücken der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 selektiv in den Schaltzustand mit fester Übersetzung, in dem der Mechanismus 16 als Getriebe mit einer festen Übersetzung oder mit mehreren festen Übersetzungen fungieren kann, ebenso wie in den stufenlos variablen Schaltzustand, in dem der Mechanismus 16 als das oben beschriebene stufenlos variable Getriebe fungieren kann, gebracht werden kann. In dem vorliegenden Getriebemechanismus 70 besteht daher ein stufenweise variables Getriebe aus dem Getriebeabschnitt 20 und dem Differentialabschnitt 11, der durch Einrücken der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 in den Schaltzustand mit fester Übersetzung gebracht wird. Ferner besteht ein stufenlos variables Getriebe aus dem Getriebeabschnitt 20 und dem Differentialabschnitt 11, der in den stufenlos variablen Schaltzustand gebracht wird, wobei weder die Schaltkupplung C0 noch die Schaltbremse B0 eingerückt werden. Anders ausgedrückt, der Getriebemechanismus 70 wird durch Einrücken der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht, und durch Ausrücken von sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der Schaltbremse B0 in den stufenlos variablen Schaltzustand gebracht.
Wenn der Getriebemechanismus 70 beispielsweise als stufenweise variables Getriebe fungiert, wird die erste Gangstellung mit der höchsten Übersetzung γ1 von beispielsweise etwa 2,804 durch Einrückaktionen der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet, und die zweite Gangstellung mit der Übersetzung γ2 von beispielsweise etwa 1,531, was niedriger ist als die Übersetzung γ1, wird durch Einrückaktionen der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet, wie in 14 dargestellt. Ferner wird die dritte Gangstellung mit der Übersetzung γ3 von beispielsweise etwa 1,000, was niedriger ist als die Übersetzung γ2, durch Einrückaktionen der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet, und die vierte Gangstellung mit der Übersetzung γ4 von beispielsweise etwa 0,705, was niedriger ist als die Übersetzung γ3, wird durch Einrückaktionen der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 eingerichtet. Ferner wird die Rückwärtsgangstellung mit der Übersetzung γR von beispielsweise etwa 2,393, was zwischen den Übersetzungen γ1 und γ2 liegt, durch Einrückaktionen der zweiten Kupplung C2 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet. Die neutrale Stellung N wird durch Einrücken von lediglich der Schaltkupplung C0 eingerichtet.
Wenn der Getriebemechanismus 70 dagegen als stufenlos variables Getriebe dient, werden die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 beide ausgerückt, wie in 14 dargestellt, so dass der Differentialabschnitt 11 als stufenlos variables Getriebe fungiert, während der automatische Getriebeabschnitt 72, der mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe verbunden ist, als stufenweise variables Getriebe dient, wodurch die Geschwindigkeit der Drehbewegung, die auf den Automatikgetriebeabschnitt 72 übertragen wird, der eine der ersten bis dritten Gangstellungen einnimmt, d.h. die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18, stufenlos geändert wird, so dass die Übersetzung des Getriebemechanismus 10, wenn der Automatikgetriebeabschnitt 72 eine dieser Gangstellungen einnimmt, stufenlos über einen vorgegebenen Bereich variiert werden kann. Demgemäß ist die Gesamtübersetzung des Automatikgetriebeabschnitts 72 stufenlos über benachbarte Gangstellungen hinweg stufenlos variabel, wodurch die Gesamtübersetzung γT des Getriebemechanismus 70 insgesamt stufenlos variabel ist.
Das Fluchtliniendiagramm von 15 zeigt durch gerade Linien eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der Drehelemente in den einzelnen Gangstellungen des Getriebemechanismus 70, der aus dem Differentialabschnitt 11, der als stufenlos variabler Schaltabschnitt oder erster Schaltabschnitt dient, und dem Automatikgetriebeabschnitt 72, der als stufenweise variabler Schaltabschnitt oder zweiter Schaltabschnitt dient, besteht. Das Fluchtliniendiagramm 15 zeigt die Drehzahlen der einzelnen Elemente des Leistungsverteilungsmechanismus 16 11, wenn die Schaltkupplung C0 und die Bremse B0 beide ausgerückt sind, und die Drehzahlen dieser Elemente, wenn die Schaltkupplung C0 oder die Bremse B0 eingerückt sind, wie in der vorangehenden Ausführungsform.
In 15 stellen vier vertikale Linien Y4, Y5, Y6 und Y7, die dem automatischen Getriebeabschnitt 72 entsprechen und jeweils nach rechts verlaufen, die relativen Drehzahlen eines vierten Drehelements (eines vierten Elements) RE4 in Form der zweiten und dritten Sonnenräder S2, S3, die integral miteinander verbunden sind, eines fünften Drehelements (eines fünften Elements) RE5 in Form des dritten Trägers CA3, eines sechsten Drehelements (eines sechsten Elements) RE6 in Form des zweiten Trägers CA2 und des dritten Zahnkranzes R3, die integral miteinander verbunden sind, und eines siebten Drehelements (eines siebten Elements) RE7 in Form des zweiten Zahnkranzes R2 dar. In dem Automatikgetriebeabschnitt 72 wird das vierte Drehelement RE4 über die zweite Kupplung C2 selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden und wird über die erste Bremse B1 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt, und das fünfte Drehelement RE5 wird über die zweite Bremse B2 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt. Das sechste Drehelement RE6 ist an der Ausgangswelle 22 des Automatikgetriebeabschnitts 72 festgelegt, und das siebte Drehelement RE7 wird über die erste Kupplung C1 selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden.
Wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung B2 eingerückt werden, wird der Automatikgetriebeabschnitt 72 in die erste Gangstellung gebracht. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der ersten Gangstellung wird durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6, welche die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 anzeigt, das an der Ausgangswelle 22 festgelegt ist, und einer schrägen geraden Linie L1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y7, welche die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 (R2) anzeigt, und der horizontalen Linie X2, und einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y5, welche die Drehzahl des fünften Drehelements RE5 (CA3) anzeigt, und der horizontalen Linie X1 verläuft, wie in 15 gezeigt, dargestellt. Ebenso wird die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der zweiten Gangstellung, die durch Einrückaktionen der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet wird, durch einen Schnittpunkt zwischen einer schrägen geraden Linie L2, die durch diese Einrückaktionen bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6, welche die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 (CA2, R3) anzeigt, das an der Ausgangswelle 22 festgelegt ist, dargestellt. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der dritten Gangstellung, die durch Einrückaktionen der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer schrägen geraden Linie L3, die durch diese Einrückaktionen bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6, welche die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 anzeigt, das an der Ausgangswelle 22 festgelegt ist, dargestellt. In den ersten bis dritten Gangstellungen, in denen die Schaltkupplung C0 in den eingerückten Zustand gebracht wird, wird das siebte Drehelement RE7 mit der Antriebskraft, die vom Differentialabschnitt 11 empfangen wird, mit einer Geschwindigkeit gedreht, die der Maschinendrehzahl N_E gleich ist. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der vierten Gangstellung, die durch Einrückaktionen der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 eingerichtet wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L4, die durch diese Einrückaktionen bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6 dargestellt, welche die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6, das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist, anzeigt.
Der Getriebemechanismus 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform besteht ebenfalls aus dem Differentialabschnitt 11, der als stufenlos variabler Schaltabschnitt oder als erster Schaltabschnitt dient, und dem automatischen Getriebeabschnitt 72, der als stufenweise variabler (automatischer) Schaltabschnitt oder zweiter Schaltabschnitt dient, und die Ausgangswelle 22 ist mit einem dritten Elektromotor M3 ausgestattet, so dass der vorliegende Getriebemechanismus 70 Vorteile aufweist, die denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind.
[Ausführungsform 3]
16 zeigt ein Beispiel für einen Wippschalter 44 (im Folgenden als „Schalter 44“ bezeichnet), der als Schaltzustands-Auswahleinrichtung dient, die manuell konfiguriert wird, so dass sie betätigt werden kann, um den Differentialzustand (den ungesperrten Zustand) und oder den Nicht-Differentialzustand (den Sperrzustand) des Leistungsverteilungsmechanismus 16 auszuwählen, d.h. um den stufenlos variablen Schaltzustand oder den stufenweise variablen Schaltzustand des Getriebemechanismus 10 auszuwählen. Dieser Schalter 44 erlaubt es dem Nutzer, den gewünschten Schaltzustand auszuwählen, während das Fahrzeug fährt. Der Schalter 44 weist einen Knopf zum stufenlos variabel geschalteten Fahren auf, der mit „STUFENWEISE VARIABEL“ beschriftet ist, für das Fahren des Fahrzeugs im stufenlos variablen Schaltzustand, und einen Knopf, der mit „STUFENLOS VARIABEL“ beschriftet ist, für ein Fahren des Fahrzeugs im stufenweise variablen Schaltzustand, wie in 17 dargestellt. Wenn der Knopf für ein stufenlos variabel geschaltetes Fahren vom Fahrer gedrückt wird, wird der Schalter 44 in eine stufenlos variable Schaltstellung gebracht, um den stufenlos variablen Schaltzustand auszuwählen, in dem der Getriebemechanismus 10 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe fungieren kann. Wenn der Knopf für ein Fahren mit stufenweise variablem Schalten vom Fahrer gedrückt wird, wird der Schalter 44 in eine stufenweise variable Schaltstellung gebracht, um den stufenweise variablen Schaltzustand auszuwählen, in dem der Getriebemechanismus als stufenweise variables Getriebe fungieren kann.
In den vorangehenden Ausführungsformen wird der Schaltzustand des Getriebemechanismus 10 automatisch auf der Basis der Fahrzeugbedingung und entsprechend dem beispielsweise in 6 dargestellten Umschaltgrenzlinien-Kennfeld umgeschaltet. Jedoch kann der Schaltzustand des Getriebemechanismus 10, 70 durch eine manuelle Operation des Schalters 44 anstelle von oder zusätzlich zu der automatischen Umschaltoperation umgeschaltet werden. Das heißt, das Umschaltungssteuermittel 50 kann so ausgelegt sein, dass es den Getriebemechanismus 10 selektiv in den stufenlos variablen Schaltzustand oder den stufenweise variablen Schaltzustand bringt, je nachdem, ob der Schalter 44 die Stellung für stufenlos variables Schalten oder die Stellung für stufenweise variables Schalten einnimmt. Beispielsweise betätigt der Nutzer den Schalter 44 manuell, um den Getriebemechanismus 10 in den stufenlos variablen Schaltzustand zu bringen, wenn der Nutzer möchte, dass der Getriebemechanismus 10 als stufenlos variables Getriebe fungiert, oder wenn er die Kraftstoffausnutzung des Verbrennungsmotors verbessern möchte, oder um ihn alternativ in den stufenweise variablen Schaltzustand zu bringen, wenn der Nutzer eine rhythmische Änderung der Maschinendrehzahl als Folge einer Schaltaktion des stufenweise variablen Getriebes möchte.
Der Schalter 44 kann eine Neutralstellung aufweisen, in der weder der stufenlos variable noch der stufenweise variable Schaltzustand ausgewählt ist. In diesem Fall kann der Schalter 44 in seine Neutralstellung gebracht werden, wenn der Nutzer keinen gewünschten Schaltzustand ausgewählt hat oder möchte, dass der Getriebemechanismus automatisch in entweder den stufenlos variablen oder den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht wird.
AUSFÜHRUNGSFORM 4
In einer in 17 dargestellten Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor 8 ein Verbrennungsmotor mit variablen Zylindern, in dem die Zahl der ansteuerbaren Zylinder durch Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu einem oder mehreren ausgewählten Zylindern variiert werden kann, um den oder die ausgewählten Zylinder im nicht angesteuerten Zustand zu halten, je nach einer Last, die an den Verbrennungsmotor angelegt wird. Während das Fahrzeug beispielsweise unter Niedriglast fährt, wird der Verbrennungsmotor 8 in einem Zylinder-Teilansteuerungsmodus betrieben (einem Modus mit verringerter Zahl von angesteuerten Zylindern oder einem Modus ohne Zylinderansteuerung), in dem die Kraftstoffzufuhr zu mindestens einem Zylinder oder zu allen Zylindern unterbrochen ist, so dass die Menge des verbrauchten Kraftstoffs reduziert wird. Beim Starten oder abrupten Beschleunigen des Fahrzeugs oder während das Fahrzeug unter Mittel- oder Hochlast fährt, wird der Verbrennungsmotor 8 im Zylinder-Gesamtansteuerungsmodus betrieben, in dem alle Zylinder im angesteuerten Zustand gehalten werden, um eine gewünschte Ausgangsleistung zu liefern.
Wie in 17 dargestellt, schließt das Hybridsteuermittel 52 ein funktionelles Mittel in Form eines Maschinenleistungs-Steuermittels ein, um einen ausgewählten Befehl oder eine ausgewählten Befehlskombination, um den Verbrennungsmotor 8 so zu steuern, dass die gewünschte Leistung ausgegeben wird, an eine Maschinenleistungs-Steuereinrichtung 43 auszugeben. Diese Befehle beinhalten folgendes: einen Befehl, das Drosselstellglied 97 zum Öffnen und Schließen der elektronischen Drosselklappe 96 zu steuern; einen Befehl, die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 98 zum Steuern des Umfangs und des Zeitpunkts der Kraftstoffeinspritzung zu steuern; und einen Befehl, um die Zündeinrichtung 99, wie einen Zünder, zum Steuern des Zündzeitpunkts zu steuern. Beispielsweise ist das Hybridsteuermittel 52 grundsätzlich dafür ausgelegt, das Drosselstellglied 50 aufgrund des Gaspedal-Betätigungsumfangs Acc und entsprechend einer (nicht dargestellten) gespeicherten vorgegebenen Beziehung zwischen dem Betätigungsumfang Acc und einem Öffnungswinkel θ_TH der elektronischen Drosselklappe 96 anzusteuern, so dass der Öffnungswinkel θ_TH mit einer Zunahme des Betätigungsumfangs Acc zunimmt. Entsprechend den Befehlen, die vom Hybridsteuermittel 52 erhalten werden, steuert die Maschinenleistungs-Steuereinrichtung 43 die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 98, um Kraftstoff einzuspritzen, und steuert die Zündeinrichtung 99, wie den Zünder, um den Kraftstoff zu entzünden, und steuert ebenso das Drosselstellglied 97, um die elektronische Drosselklappe 96 zu öffnen und zu schließen.
Das Hybridsteuermittel 52 schließt ferner ein Mittel 110 zur Steuerung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder ein, um die Zahl der ansteuerbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 8 zu ändern, um die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 10 zu steuern. Das Mittel 110 zur Steuerung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder ist so gestaltet, dass es die Zahl der ansteuerbaren Zylinder auf der Basis des Fahrzeugzustands, der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und den Gaspedal-Betätigungsumfang Acc dargestellt wird, und gemäß einer gespeicherten vorgegebenen Beziehung zwischen der Zahl der ansteuerbaren Zylinder und dem Fahrzeugzustand bestimmt und die bestimmte Zahl der ansteuerbaren Zylinder einrichtet. Die vorgegebene Beziehung wird durch Versuche erhalten, so dass die Zahl der ansteuerbaren Zylinder vergleichsweise klein ist, während das Fahrzeug unter Niedriglast fährt, wie bei einem Fahren mit konstanter Geschwindigkeit, und relativ hoch ist, wenn das Fahrzeug unter Mittel- oder Hochlast fährt, wie beim Starten des Fahrzeugs oder bei einem Fahren des Fahrzeugs mit abrupter Beschleunigung mit einem großen Betätigungsumfang des Gaspedals.
Das Mittel 110 zur Steuerung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder ist dafür ausgelegt, die Kraftstoffzufuhr von der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 98 zu dem mindestens einen ausgewählten oder zu allen Zylindern zu unterbrechen, um den Zylinder-Teilansteuerungsmodus einzurichten, oder um den Kraftstoff von der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 98 zu allen Zylindern zu liefern, um den Zylinder-Gesamtansteuerungsmodus einzurichten. Wenn die Kraftstoffzufuhr von der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 98 zu allen Zylindern unterbrochen ist, wird der Verbrennungsmotor in den so genannten „Kraftstoff-Unterbrechungsmodus“ gebracht. Somit ist das Hybridsteuermittel 52 dafür ausgelegt, die Zahl der ansteuerbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 8 auf der Basis des Fahrzeugzustands zu ändern, um den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 8 in einem Bereich vom Kraftstoffunterbrechungsmodus zum Zylinder-Gesamtansteuerungsmodus zu ändern.
In 6 zeigt die durchgezogene Linie A die Antriebsleistungsquellen-Umschaltungsgrenzlinie an, welche verwendet wird, um die Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle zwischen dem Verbrennungsmotor 8 und dem Elektromotor (z.B. dem zweiten Elektromotor M2) umzuschalten, d.h. welche die Verbrennungsmotor-Antriebsregion zur Auswahl des Verbrennungsmotor-Antriebsmodus, in dem der Verbrennungsmotor 8 als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle zum Starten und Antreiben des Fahrzeugs verwendet wird, und die Elektromotor-Antriebsregion zum Auswählen des Elektromotor-Antriebsmodus, in dem der zweite Elektromotor M2 als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle verwendet wird, definiert. Diese in 6 dargestellte Grenzlinie (die durchgezogene Linie A), die eine gespeicherte vorgegebene Beziehung zum Umschalten zwischen dem Verbrennungsmotor-Antriebsmodus und dem Elektromotor-Antriebsmodus ist, ist ein Beispiel für ein Antriebsleistungsquellen-Umschaltungskennfeld, das in dem zweidimensionalen Koordinatensystem dargestellt ist, das durch die Achse der Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Achse des mit der Antriebsleistungsquelle in Beziehung stehenden Werts in Form des Ausgangsmoments T_OUT definiert ist. Dieses Antriebsleistungsquellen-Kennfeld ist im Speichermittel 56 zusammen mit dem Schaltgrenzlinien-Kennfeld (dem Schaltkennfeld), das von durchgezogenen und Einpunktstrichlinien in 6 dargestellt wird, gespeichert.
Das Hybridsteuermittel 52 ist so gestaltet, dass es bestimmt, ob der von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem notwendigen Ausgangsmoment T_OUT dargestellte Fahrzeugzustand in der Elektromotor-Antriebsregion oder der Verbrennungsmotor-Antriebsregion liegt, die beispielsweise vom Antriebsleistungsquellen-Umschaltungskennfeld von 6 dargestellt werden, oder nicht. Wie aus 7 hervorgeht, wählt das Hybridsteuermittel 52 den Elektromotor-Antriebsmodus in einer Niedriglast-Fahrregion aus, in der der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors im Allgemeinen niedriger ist als in einer Hochmoment-Fahrregion, und in der das Ausgangsmoment T_OUT oder das Maschinenmoment T_E vergleichsweise klein ist oder die Fahrzeuggeschwindigkeit V vergleichsweise niedrig ist. Somit wird das Fahrzeug in der Regel im Elektromotor-Antriebsmodus gestartet. Jedoch kann das Fahrzeug auch mit dem Verbrennungsmotor gestartet werden, wenn das Gaspedal in einem Umfang betätigt wird, der so groß ist, dass eine Zunahme des erforderlichen Ausgangsmoments T_OUT oder des Maschinenmoments T_E über die Elektromotorantriebsregion hinaus, die vom Antriebsleistungsquellen-Umschaltungskennfeld von 6 dargestellt wird, bewirkt wird.
Um das Nachlaufphänomen des Verbrennungsmotors 8 zu verhindern, um dadurch die Kraftstoffausnutzung zu verbessern, während das Fahrzeug im Elektromotor-Antriebsmodus fährt, steuert das Hybridsteuermittel 52 die erste Elektromotor-Drehzahl N_M1 beispielsweise zur negativen Seite hin, wobei der erste Elektromotor M1 im frei drehbaren Zustand gehalten wird, indem es die elektrische CVT-Funktion (die Differentialfunktion) des Differentialabschnitts 11 nutzt, so dass die Maschinendrehzahl N_E aufgrund der Differentialfunktion des Differentialabschnitts 11 bei null oder im Wesentlichen bei null gehalten wird.
Um den Fahrzeug-Antriebsmodus zwischen dem Verbrennungsmotor-Antriebsmodus und dem Elektromotor-Antriebsmodus umzuschalten, schaltet das Hybridsteuermittel 52 den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 8 auf geeignete Weise zwischen den Betätigungs- und Nichtbetätigungsmodi um. Zu diesem Zweck schließt das Hybridsteuermittel 52 ferner ein Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 112 ein, das so gestaltet ist, dass es den Verbrennungsmotor 8 ein- oder ausschaltet, wenn der Fahrzeugantriebsmodus vom Hybridsteuermittel 52 auf der Basis des Fahrzeugzustands und beispielsweise entsprechend dem Antriebsleistungsquellen-Umschaltungs-Kennfeld von 6 zwischen dem Elektromotor-Antriebsmodus und dem Verbrennungsmotor-Antriebsmodus umgeschaltet wird.
Wenn der Fahrzeugzustand bei einer Erhöhung des geforderten Ausgangsmoment T_OUT durch Betätigung des Gaspedals vom Punkt „a“ in der Elektromotor-Antriebsregion in Punkt „b“ oder „b'“ in der Verbrennungsmotor-Antriebsregion geändert wird, wie von der durchgezogenen Linie B dargestellt, regt das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 112 den ersten Elektromotor M1 an, um die erste Elektromotor-Drehzahl N_M1 zu erhöhen, d.h. um zuzulassen, dass der erste Elektromotor M1 als Startermotor fungiert, um die Maschinendrehzahl N_E zu erhöhen und die Zündeinrichtung 99 zu aktivieren, wenn die Maschinendrehzahl N_E auf einen vorgegebenen Wert N_E ' erhöht wurde, bei dem der Verbrennungsmotor aus eigener Kraft weiterlaufen kann. Somit wird der Verbrennungsmotor 8 vom Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 112 gestartet, um den Antriebsmodus vom Elektromotorantriebsmodus in den Verbrennungsmotorantriebsmodus unter der Steuerung des Hybridsteuermittels 52 zu ändern. Das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 112 kann so ausgelegt sein, dass es die erste Elektromotor-Drehzahl N_M1 erhöht, um die Maschinendrehzahl N_E schnell auf den vorgegebenen Wert N_E ' zu erhöhen, so dass eine Startvibration des Verbrennungsmotors aufgrund der schnellen Zunahme der Maschinendrehzahl N_E über einen Resonanzbereich, der nicht höher ist als die Leerlaufdrehzahl N_EIDL , verringert wird.
Das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 122 ist ferner so gestaltet, dass es die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 98 anweist, die Kraftstoffzufuhr zu unterbrechen, d.h. die Schubabschaltung zu verwirklichen, um dadurch den Verbrennungsmotor 8 auszuschalten, wenn der Fahrzeugzustand bei einer Loslassaktion des Gaspedals vom Punkt „b“ oder „b'“ in der Verbrennungsmotor-Antriebsregion in den Punkt „a“ in der Elektromotor-Antriebsregion geändert wird, wie von einer durchgezogenen Linie B von 6 dargestellt. Das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 112 kann so ausgelegt sein, dass es die Drehzahl N_M1 des ersten Elektromotors schnell senkt, um die Maschinendrehzahl N_E schnell auf null oder fast null zu senken, so dass die Anhaltvibration des Verbrennungsmotors aufgrund des schnellen Abfalls der Maschinendrehzahl N_E über den Resonanzbereich verringert wird. Alternativ dazu ist das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 112 dafür ausgelegt, die erste Elektromotor-Drehzahl N_M1 zu senken, um die Maschinendrehzahl N_E zu senken, bevor die Schubabschaltung verwirklicht wird, und die Schubabschaltung zu verwirklichen, um den Verbrennungsmotor 8 auszuschalten, wenn die Maschinendrehzahl N_E unter den vorgegebenen Wert N_E ' gesunken ist.
Das Hybridsteuermittel 52 ist ferner so gestaltet, dass es eine so genannte „Verbrennungsmotorunterstützungs“-Steuerung durchführt, um den Verbrennungsmotor 8, der in der Verbrennungsmotor-Antriebsregion arbeitet, zu unterstützen, indem der zweite Elektromotor M2 betätigt wird, um ein Unterstützungsmoment auf die Antriebsräder 38 zu übertragen, wobei elektrische Energie vom ersten Elektromotor M1 auf dem oben beschriebenen elektrischen Weg oder von der Stromspeichereinrichtung 60 kommt. Somit beinhaltet der Verbrennungsmotor-Antriebsmodus einen Antriebsmodus, bei dem das Fahrzeug vom Verbrennungsmotor angetrieben wird, der vom Elektromotor unterstützt wird.
Das Hybridsteuermittel 52 ist ferner so gestaltet, dass es den Verbrennungsmotor durch die elektrische CVT-Funktion des Differentialabschnitts 11 in Betrieb hält, unabhängig davon, ob das Fahrzeug stationär ist oder bei niedriger Geschwindigkeit fährt. Wenn der erste Elektromotor M1 betrieben werden muss, um die Stromspeichereinrichtung 60 zu laden, weil die gespeicherte Strommenge SOC abgenommen hat, während das Fahrzeug beispielsweise steht, wird der erste Elektromotor M1 vom Verbrennungsmotor 8 angetrieben, und die erste Elektromotor-Drehzahl N_M1 wird erhöht, während andererseits die zweite Elektromotor-Drehzahl N_M2 des zweiten Elektromotors, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V beeinflusst wird, auf null (oder fast auf null) gebracht wird, da das Fahrzeug steht. In diesem Fall wird jedoch die Maschinendrehzahl N_E durch die elektrische CVT-Funktion des Leistungsverteilungsmechanismus 16 unter der Steuerung des Hybridsteuermittels 52 bei einem Wert gehalten, der es möglich macht, den Verbrennungsmotor 8 in Betrieb zu halten.
Das Hybridsteuermittel 52 ist ferner so gestaltet, dass es die Maschinendrehzahl N_E durch Steuern der ersten Elektromotor-Drehzahl NM1 und/oder der zweiten Elektromotor-Drehzahl NM2 durch die elektrische CVT-Funktion des Differentialabschnitts 11 konstant oder bei einem geeigneten Wert hält, unabhängig davon, ob das Fahrzeug steht oder fährt. Anders ausgedrückt, das Hybridsteuermittel 52 ist in der Lage, die erste Elektromotor-Drehzahl NM1 und/oder die zweite Elektromotor-Drehzahl NM2 bei einem geeigneten Wert bzw. bei geeigneten Werten zu halten, während die Maschinendrehzahl N_E konstant oder beim geeigneten Wert gehalten wird. Um die Maschinendrehzahl N_E zu erhöhen, erhöht beispielsweise das Hybridsteuermittel 52 die erste Elektromotor-Drehzahl NM1, während die zweite Elektromotor-Drehzahl NM2, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V (der Drehzahl der Antriebsräder 38) beeinflusst wird, im Wesentlichen konstant gehalten wird, wie aus dem Fluchtliniendiagramm von 3 hervorgeht.
Wie der Getriebemechanismus 10 (der Differentialabschnitt 11 oder der Leistungsverteilungsmechanismus 16) gemäß der vorangehenden Ausführungsform kann auch der Getriebemechanismus 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zwischen dem stufenlos variablen Schaltzustand (dem Differentialzustand) und dem stufenweise variablen Schaltzustand (dem Sperrzustand) umgeschaltet werden, und das Umschaltungssteuermittel 50 wählt entweder den stufenlos variablen oder den stufenweise variablen Schaltzustand auf der Basis des Fahrzeugzustands aus und schaltet den Differentialabschnitt 11 in den ausgewählten Schaltzustand.
Wenn der Getriebemechanismus 10 unter der Steuerung des Umschaltungssteuermittels 50 durch Ausrück- und Einrückaktionen der Schaltkupplung C0 oder der Bremse B0 zwischen dem stufenlos variablen und dem stufenweise variablen Schaltzustand geschaltet wird, verändern sich das Einrückmoment der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0, die eingerückt werden, um den stufenweise variablen Schaltzustand des Getriebemechanismus 10 einzurichten, und das Reaktionsmoment des ersten Elektromotors M1 im stufenlos variablen Schaltzustand des Getriebemechanismus 10 jeweils in entgegengesetzten Richtungen.
Da der Leistungsverteilungsmechanismus 16 so ausgelegt ist, dass er das Maschinenmoment T_E auf den ersten Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18 überträgt, entsprechend das Reaktionsmoment des ersten Elektromotors M1 und das Moment, das über die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 übertragen wird, dem Maschinenmoment T_E . Daher bewirkt eine Änderung des Maschinenmoments T_E eine Änderung des Reaktionsmoments des ersten Elektromotors M1 oder des übertragenen Moments der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0.
Um weiche Änderungen des Reaktionsmoments des ersten Elektromotors M1 und des Einrückmoments der Schaltkupplung C0 oder Schaltbremse B0 in den jeweils entgegengesetzten Richtungen beim Umschalten des Leistungsverteilungsmechanismus 16 zwischen dem Differentialzustand und dem Sperrzustand zu gewährleisten, werden die Steuerung des Reaktionsmoments des ersten Elektromotors M1 und die Einrück- und Ausrückaktionen der Schaltkupplung C0 oder der Bremse B0 auf geeignete Weise in Bezug aufeinander entsprechend vorgegebenen Zeitsteuerungsdaten gesteuert.
Wenn der Getriebemechanismus 10 als Folge einer Änderung des Fahrzeugzustands mit einer Betätigung des Gaspedals vom Punkt „a“ zum Punkt „b“ zwischen dem stufenlos variablen und dem stufenweise variablen Schaltzustand geändert wird, wie beispielsweise von der durchgezogenen Linie B von 6 dargestellt, ändert sich das Maschinenmoment T_E mit einer Änderung des erforderlichen Ausgangsmoments T_OUT . Das Einrückmoment der Kupplung C0 oder der Bremse B0 und das Reaktionsmoment des ersten Elektromotors M1 ändern sich zum vorgegebenen Zeitpunkt jeweils in entgegengesetzte Richtungen. Falls das Maschinenmoment T_E sich während der Änderungen des Einrückmoments und des Reaktionsmoments verändert, verändern sich diese beiden Momente nicht weich in den entgegengesetzten Richtungen, wodurch das Risiko der Erzeugung eines Stoßes beim Schalten des Getriebemechanismus 10 zwischen dem stufenlos variablen und dem stufenweise variablen Schaltzuständen entsteht. Dieser Stoß ist wegen einer Erhöhung des Maschinenmoments T_E , insbesondere dann, wenn der Getriebemechanismus 10 vom stufenlos variablen in den stufenweise variablen Schaltzustand geschaltet wird, d.h. wenn der Leistungsverteilungsmechanismus 16 vom Differentialzustand in den Sperrzustand geschaltet wird, bedenklich.
Angesichts der obigen Ausführungen ist ein Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 vorgesehen, um das Maschinenmoment T_E während einer Senkung des Reaktionsmoments des ersten Elektromotors M1 und einer Erhöhung des Einrückmoments der Schaltkupplung C0 zu begrenzen, um den Schaltstoß beim Schalten des Leistungsverteilungsmechanismus 16 vom Differentialzustand in den Sperrzustand durch die Einrückaktion der Sperrkupplung C0 zu verringern. Das heißt, das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 ist so gestaltet, dass es das Maschinenmoment T_E während der Senkung des Reaktionsmoments des ersten Elektromotors M1 und der Erhöhung des Einrückmoments der Schaltkupplung C0 minimiert. Beispielsweise ist das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 dafür ausgelegt, die Maschinenleistungs-Steuereinrichtung 43 anzuweisen, für die Dauer der Einrückaktion der Schaltkupplung C0 unter der Steuerung des Umschaltsteuermittels die Öffnung der elektronischen Drosselklappe 71 oder die Menge des von der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 98 zugeführten Kraftstoffs zu verringern, oder den Zeitpunkt für die Zündung des Verbrennungsmotors 8 durch die Zündeinrichtung 99 zu verzögern, um das Maschinenmoment T_E vorübergehend zu senken, um eine Zunahme des Maschinenmoments T_E zu verhindern.
Beispielsweise begrenzt das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 eine Änderung des Maschinenmoments T_E , wenn der Änderungsumfang des Maschinenmoments T_E größer ist als ein vorgegebener gespeicherter Wert, d.h. wenn die Änderungsrate des Maschinenmoments T_E größer ist als ein gespeicherter vorgegebener Wert. Der vorgegebene Wert der Änderungsrate des Maschinenmoments T_E ist ein oberer Grenzwert für den Änderungsumfang pro Zeiteinheit des Maschinenmoments T_E , oberhalb dessen der Stoß beim Umschalten des Leistungsverteilungsmechanismus 16 vom Differentialzustand in den Sperrzustand verringert werden muss. Dieser obere Grenzwert wird durch Versuche ermittelt und im Speicher hinterlegt. Das Maschinenmoment-Steuermittel 100 ist ferner so gestaltet, dass es das Maschinenmoment T_E auf der Basis des aktuellen Gaspedal-Betätigungsbetrags Acc (des Drosselklappen-Öffnungswinkels θ_TH ) und entsprechend einer vorgegebenen gespeicherten Beziehung zwischen dem Betätigungsumfang A_CC und dem geschätzten Maschinenmoment T_E schätzt und eine Änderungsrate des Maschinenmoments T_E aufgrund des geschätzten Maschinenmoments T_E berechnet.
Um den Stoß beim Schalten des Leistungsverteilungsmechanismus 16 vom Differentialzustand in den Sperrzustand durch die Einrückaktion der Schaltkupplung C0 infolge einer Betätigung des Gaspedals zu verringern, kann das Hybridsteuermittel 52 so ausgelegt sein, dass es die erste Elektromotor-Drehzahl NM1 im Wesentlichen synchron mit der Maschinendrehzahl N_E steuert, um den Zeitpunkt für die Senkung des Reaktionsmoments der ersten Elektromotor-Drehzahl NM1 und die Steigerung des Einrückmoments der Schaltkupplung C0 so zu steuern, dass die Schaltkupplung C0 unter der Steuerung des Umschaltungssteuermittels 50 eingerückt wird, während die relative Drehzahl der Eingangs- und Ausgangselemente der Schaltkupplung C0 begrenzt wird. In diesem Fall muss das Hybridsteuermittel 52 den ersten Elektromotor M1 so steuern, dass er das Reaktionsmoment erzeugt, das dem Maschinenmoment T_E entspricht, bis die Schaltkupplung C0 in den eingerückten Zustand gebracht wurde. In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Elektromotor jedoch klein und ist daher nicht in der Lage, das Reaktionsmoment zu erzeugen, das dem Maschinenmoment T_E entspricht, welches den oberen Grenzwert TE1 überschreitet, so dass der erste Elektromotor M1 verschlissen werden kann, wenn das Maschinenmoment T_E den oberen Grenzwert TE1 überschreitet, bevor die Schaltkupplung eingerückt wurde.
Angesichts des oben genannten Nachteils ist das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel so gestaltet, dass es das Maschinenmoment T_E so begrenzt, dass es den oberen Grenzwert TE1 nicht überschreitet, bevor die Schaltkupplung C0 eingerückt wurde, um den Leistungsverteilungsmechanismus 16 vom Differentialzustand in den Sperrzustand zu schalten, um zu verhindern, dass der erste Elektromotor M1 verschlissen wird, während eine Vergrößerung des ersten Elektromotors M1 vermieden wird. Das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 befiehlt der Maschinenleistungs-Steuereinrichtung 43, den Öffnungswinkel der elektronischen Drosselklappe 96 oder die Menge des von der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 98 zugeführten Kraftstoffs zu verringern oder den Zeitpunkt für die Zündung des Verbrennungsmotors 8 durch die Zündeinrichtung 99 zu verzögern, um dadurch das Maschinenmoment T_E vorübergehend auf einen Wert zu senken, der nicht über dem oberen Grenzwert TE1 liegt.
In 18 ist ein Beispiel für eine Ausgangsleistungs-Kennlinie des Maschinenmoments T_E in Beziehung zum Gaspedal-Betätigungsumfang Acc dargestellt. Das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 begrenzt das Maschinenmoment T_E , um die Ausgangsleistungs-Kennlinie des Maschinenmoments T_E von der gestrichelten Linie A in die durchgezogene Linie B zu ändern, um zu verhindern, dass das Maschinenmoment T_E den oberen Grenzwert TE1 überschreitet, bevor die Einrückaktion der Schaltkupplung C0 abgeschlossen ist, d.h. um zu ermöglichen, dass der erste Elektromotor M1 das Reaktionsmoment erzeugt, das dem Maschinenmoment T_E entspricht, nachdem der Gaspedal-Betätigungsumfang Acc über einen vorgegebenen oberen Grenzwert ACC1 hinaus erhöht wurde und infolgedessen der Leistungsverteilungsmechanismus 16 durch die Einrückaktion der Schaltkupplung C0 vom Differentialzustand in den Sperrzustand geschaltet wurde. Eine in 18 dargestellte schraffierte Fläche entspricht einer Begrenzungsregion C des Fahrzeugzustands, in der das erforderliche Maschinenmoment T_E den oberen Grenzwert TE1 infolge einer Erhöhung des Betätigungsumfangs des Gaspedals über den oberen Grenzwert Acci hinaus überschreitet, und in der das aktuelle Maschinenmoment T_E unter dem vorgegebenen oberen Grenzwert TE1 gehalten wird, um einen Verschleiß des ersten Elektromotors M1 zu verhindern, während eine Zunahme der erforderlichen Größe des ersten Elektromotors M1 vermieden wird.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass eine Region, in der das Maschinenmoment T_E größer ist als der obere Grenzwert TE1, nicht vollständig die Sperrregion (die stufenweise variable Schaltregion) ist, in der der Differentialabschnitt 11 in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht werden muss. Anders ausgedrückt die Region, in der das Maschinenmoment T_E größer ist als der obere Grenzwert TE1, schließt eine Begrenzungsregion D ein, in der der Differentialabschnitt 11 in den stufenlos variablen Schaltzustand gebracht werden muss. Die Begrenzungsregion D wird nachstehend beschrieben.
Im stufenlos variablen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 wird die Maschinendrehzahl N_E ohne Beeinflussung durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V durch die elektrisch gesteuerte Differentialschaltaktion des Differentialabschnitts 11 gesteuert. Beispielsweise hält das Hybridsteuermittel 52 den Verbrennungsmotor 8 durch die elektrische CVT-Funktion des Differentialabschnitts 11 im Betätigungszustand, unabhängig davon, ob das Fahrzeug steht oder mit niedriger Geschwindigkeit fährt, so dass der Verbrennungsmotor 8 für ein weiches Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor durch das Hybridsteuermittel 52 im stufenlos variablen Schaltzustand des Differentialabschnitts in Betrieb gehalten werden kann, auch ohne einen Mechanismus (eine Einrichtung) wie eine Kupplung oder einen Momentwandler oder eine andere fluidbetätigte Leistungsübertragungseinrichtung im oben genannten Leistungsübertragungsweg, wobei dieser Mechanismus Eingangs- und AusgangsDrehelemente einschließt, die sich relativ zueinander drehen können.
Im stufenweise variablen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 sind der Verbrennungsmotor 8 und die Antriebsräder 38 dagegen über einen mechanischen Leistungsübertragungsweg miteinander verbunden, und die Maschinendrehzahl N_E wird durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V beeinflusst, so dass das Hybridsteuermittel 52 den Verbrennungsmotor 8 nicht in Betrieb halten kann, um das Fahrzeug mit dem Verbrennungsmotor ausgehend von der Fahrzeuggeschwindigkeit null oder einem sehr geringen Wert zu starten.
Damit das Hybridsteuermittel 52 den stufenlos variablen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 auf angemessene Weise steuern kann, muss der erste Elektromotor M1 in der Lage sein, ein Reaktionsmoment zu erzeugen, das dem Maschinenmoment T_E entspricht. In der vorliegenden Ausführungsform, in der der erste Elektromotor M1 von geringer Größe ist, so dass der erste Elektromotor M1 kein Reaktionsmoment erzeugen kann, das dem Maschinenmoment T_E entspricht, das den oberen Grenzwert TE1 überschreitet, wird der Differentialabschnitt 11 vom Umschaltsteuermittel 50 in den stufenweise variablen Schaltzustand geschaltet, wenn der Gaspedal-Betätigungsumfang groß genug ist, um zu bewirken, dass das erforderliche Ausgangsmoment T_OUT beispielsweise den Grenzwert T1 oder den oberen Grenzwert TE1 beim Starten des Fahrzeugs überschreitet. Anders ausgedrückt, es ist notwendig, entweder den Differentialabschnitt 11 im stufenlos variablen Schaltzustand zu halten, um zuzulassen, dass das Fahrzeug mit dem Verbrennungsmotor startet, wenn das Gaspedal in großem Umfang verstellt wird, ohne sich um den Verschleiß des ersten Elektromotors M1 zu kümmern, oder die Größe des ersten Elektromotors M1 zu erhöhen, so dass der erste Elektromotor M1 ein Reaktionsmoment erzeugen kann, das dem Maschinenmoment T_E entspricht, das den oberen Grenzwert TE1 überschreitet, nur um das Fahrzeug mit dem Verbrennungsmotor starten zu können.
Angesichts der obigen Ausführungen ist das Schaltsteuermittel 50 so gestaltet, dass es den Differentialabschnitt 11 nicht aus dem stufenlos variablen Schaltzustand (dem Differentialzustand) in den stufenweise variablen Schaltzustand (den Sperrzustand) schaltet, auch wenn der Fahrzeugzustand in der oben genannten Begrenzungsregion D liegt (auch wenn der Differentialabschnitt 11 in den stufenweise variablen Schaltzustand (den Sperrzustand) geschaltet werden sollte, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht höher als der vorgegebene Wert V2 ist. Dieser Wert V2 ist ein vorgegebener unterer Grenzwert, der der Leerlaufdrehzahl N_IDL entspricht und oberhalb dessen der Verbrennungsmotor 8 von selbst in Betrieb bleiben kann. Dieser untere Grenzwert V2 wird verwendet, um zu bestimmen, ob die Maschinendrehzahl N_E , die im stufenweise variablen Schaltzustand von der Fahrzeuggeschwindigkeit V beeinflusst wird, über der Leerlaufgeschwindigkeit N_IDL liegt oder nicht.
Um den Verschleiß des ersten Elektromotors M1 zu verringern und dabei eine Zunahme der notwendigen Größe des ersten Elektromotors M1 zu verhindern, und um ein angemessenes Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor 8 im stufenlos variablen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 unter der Steuerung des Hybridsteuermittels 52 zu ermöglichen, ist das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 so gestaltet, dass es das Maschinenleistungs-Begrenzungsmittel 43 anweist, das Maschinenmoment T_E vorübergehend zu verringern oder auf einen Wert zu begrenzen, der nicht über dem oberen Grenzwert TE1 liegt, wenn das Fahrzeug mit dem Verbrennungsmotor 8 bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die nicht höher ist als der vorgegebene Wert V2, gestartet wird.
Anders ausgedrückt, die Begrenzungsregion D des Fahrzeugzustands wird als Region betrachtet, in der das Maschinenmoment T_E vom Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 auf höchstens den oberen Grenzwert TE1 begrenzt wird, um zu verhindern, dass das Umschaltsteuermittel 50 den Differentialabschnitt 11 infolge der Zunahme des Maschinenmoments T_E über den oberen Grenzwert TE1 hinaus in den stufenweise variablen Schaltzustand schaltet.
Die Begrenzungsregion C, die von der schraffierten Fläche in 18 angezeigt wird, ist eine Region des Fahrzeugzustands, in dem das erforderliche Maschinenmoment T_E infolge einer Betätigung des Gaspedals in einem Umfang, der nicht geringer als der vorgegebene Wert A_CC1 ist, den oberen Grenzwert TE1 überschreitet, und in dem das aktuelle Maschinenmoment T_E unter dem vorgegebenen oberen Grenzwert TE1 gehalten wird, um den Differentialabschnitt 11 im stufenlos variablen Schaltzustand zu halten. Somit begrenzt das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 das Maschinenmoment T_E und ändert die Ausgangsleistungs-Kennlinie des Maschinenmoments T_E von der gestrichelten Linie A von 18 in die durchgezogene Linie B, wenn der Betätigungsumfang des Gaspedals beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor den vorgegebenen Wert A_CC1 überschritten hat.
11 zeigt ein Beispiel für die stufenlos variable Schaltregion (die Differentialzustandsregion) und die stufenweise variable Schaltregion (die Sperrzustandsregion), die in 6 und 7 dargestellt sind, wie in dem zweidimensionalen Koordinatensystem, das von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Maschinenmoment T_E definiert ist, dargestellt. Die schraffierte Fläche in 11 entspricht der Begrenzungsregion D, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht über dem vorgegebenen Wert V2 liegt, während das erforderliche Maschinenmoment T_E größer ist als der vorgegebene obere Grenzwert TE1, und in dem das aktuelle Maschinenmoment T_E unter dem vorgegebenen oberen Grenzwert TE1 gehalten wird, um den Differentialabschnitt 11 im stufenlos variablen Schaltzustand zu halten. Das heißt, um das Fahrzeug auf angemessene Weise mit dem Verbrennungsmotor zu starten, sollte das Umschaltsteuermittel 50 den Differentialabschnitt 11 in der Begrenzungsregion D des Fahrzeugzustands nicht in den stufenweise variablen Schaltzustand (den Sperrzustand) bringen, so dass das Maschinenmoment T_E begrenzt werden muss, um es unter dem vorgegebenen oberen Grenzwert TE1 zu halten.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Begrenzung des Maschinenmoments T_E durch das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 die Gefahr einer Verringerung des auf die Antriebsräder 38 übertragenen Moments mit sich bringt, was die Beschleunigung des Fahrzeugs negativ beeinflusst. Wenn das Gaspedal betätigt wird, ist es beispielsweise erwünscht, dass die Fahrzeugbeschleunigung durch eine schnelle Erhöhung des Maschinenmoments auf den erforderlichen Wert erhöht wird. Jedoch entsteht durch die Begrenzung des Maschinenmoments T_E durch das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 beim Umschalten des Differentialabschnitts 11 aus dem stufenlos variablen Schaltzustand in den stufenweise variablen Schaltzustand als Folge der Betätigung des Gaspedals das Risiko, dass die gewünschte Beschleunigung des Fahrzeugs trotz der Betätigung des Gaspedals nicht erhalten werden kann.
Angesichts des oben genannten Risikos ist ein Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 vorgesehen, um den zweiten Elektromotor M2 so zu steuern, dass er eine Maschinenunterstützungsoperation durchführt, um ein Unterstützungsmoment zu liefern, das die Verringerung des Maschinenmoments T_E durch das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 ausgleicht.
Genauer ist ein Maschinenmomentbegrenzungs-Bestimmungsmittel 204 vorgesehen, um zu bestimmen, ob das Maschinenmoment T_E vom Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 begrenzt wird oder nicht, wenn der Leistungsverteilungsmechanismus 16 durch die Einrückaktion der Schaltkupplung C0 aus dem Differentialzustand in den Sperrzustand geschaltet wird. Diese Bestimmung, ob das Maschinenmoment T_E vom Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 begrenzt wird oder nicht, durch das Maschinenmomentbegrenzungs-Bestimmungsmittel 104 wird zum Beispiel dadurch durchgeführt, dass bestimmt wird, ob die Verbrennungsmotorleistungs-Steuereinrichtung 43 vom Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 angewiesen wurde, das Maschinenmoment T_E während der Dauer der Einrückaktion der Schaltkupplung C0 unter der Steuerung des Umschaltsteuermittels 50 vorübergehend zu verringern, oder nicht.
Das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 104 ist ferner so gestaltet, dass es bestimmt, ob das Maschinenmoment T_E beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor gerade durch das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel begrenzt wird oder nicht. Beispielsweise wird diese Bestimmung durch das Maschinenmomentbegrenzungs-Bestimmungsmittel 104, ob das Maschinenmoment T_E gerade vom Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 begrenzt wird oder nicht, dadurch getroffen, dass bestimmt wird, ob die Maschinenleistungs-Begrenzungseinrichtung 43 vom Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 angewiesen wurde, das Maschinenmoment T_E beim Starten des Fahrzeugs mit dem Fahrzeug unter der Steuerung des Hybridsteuermittels 52 vorübergehend zu begrenzen oder nicht.
Ein Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 ist vorgesehen, um einen Umfang des Unterstützungsmoments, das vom Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 geliefert wird, zu berechnen. Genauer ist das Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 so gestaltet, dass es einen Begrenzungsumfang des Maschinenmoments T_E durch das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 berechnet und den Umfang des Unterstützungsmoments aufgrund des errechneten Umfangs der Begrenzung des Maschinenmoments T_E und entsprechend einer vorgegebenen Beziehung S zwischen dem Begrenzungsumfang des Maschinenmoments T_E und dem Umfang des Unterstützungsmoments berechnet, wobei diese Beziehung durch Versuche ermittelt wird.
Wenn das Maschinenmoment T_E , das einem aktuellen Betätigungsumfang Accs des Gaspedals entspricht, vom Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 infolge der Ausgangsleistungs-Kennlinie des Maschinenmoments T_E beispielsweise vom Punkt „a“ auf der gestrichelten Linie A von 18 in den Punkt „b“ auf der durchgezogenen Linie B geändert wird, berechnet das Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 10 als Begrenzungsumfang S eine Differenz (TEa - TE1) zwischen den Momentwerten an den Punkten „a“ und „b“.
In 19(a) sind Beispiele für die Beziehung S zwischen dem Momentbegrenzungsumfang und dem Unterstützungsmomentumfang dargestellt, wobei diese Beziehung S so formuliert ist, dass der Unterstützungsmomentumfang mit einer Zunahme des Momentbegrenzungsumfangs zunimmt. Die durchgezogene Linie A in 19(a) stellt ein Beispiel für die Beziehung zwischen einem Unterstützungsmomentumfang Aa und dem Momentbegrenzungsumfang dar, wenn das Maschinenmoment T_E vom Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 beim Umschalten des Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den Sperrzustand begrenzt wird, während die durchgezogene Linie B in 19(a) ein Beispiel für die Beziehung zwischen dem Unterstützungsmomentumfang Ab und dem Momentbegrenzungsumfang, wenn das Maschinenmoment T_E vom Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor begrenzt wird. Die fehlende Höhe des Fahrzeugantriebsmoments aufgrund der Maschinenmomentbegrenzung wird beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor ausgehend von einer Fahrzeuggeschwindigkeit V von null oder einem sehr niedrigen Wert als größer angesehen. Angesichts dieser Überlegung ist die vorliegende Ausführungsform so ausgelegt, dass der Unterstützungsmomentumfang (dargestellt durch die durchgezogene Linie B) für einen bestimmten Umfang der Maschinenmomentbegrenzung beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor größer als derjenige (dargestellt durch die gestrichelte Linie A) beim Umschalten des Leistungsverteilungsmechanismus 1 in den Sperrzustand gestaltet wird. Das Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 ermittelt einen Unterstützungsmomentumfang As durch Addieren der Unterstützungsbeträge Aa und Ab.
Das Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 ist ferner so gestaltet, dass es eine Unterstützungsdauer aufgrund des Fahrzeugzustands, wie der Höhe des fehlenden Fahrzeugantriebsmoments und des Drehzahlverhältnisses γ bei Betätigung des Unterstützungsmoment-Steuermittels 102 und entsprechend einer vorgegebenen Beziehung zwischen der Momentunterstützungsdauer und dem Fahrzeugzustand zu berechnet, wobei diese Beziehung durch Versuche ermittelt wird. Zum Beispiel ermittelt das Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 als Unterstützungsdauer einen Zeitraum, über den das Maschinenmomentbegrenzungs-Bestimmungsmittel 104 eine positive Bestimmung trifft, dass das Maschinenmoment T_E vom Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 begrenzt wird.
Wenn das Maschinenmomentbegrenzungs-Bestimmungsmittel 104 bestimmt hat, dass das Maschinenmoment T_E vom Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 begrenzt wird, befiehlt das Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 dem Hybridsteuermittel 52, die Maschinenunterstützungsoperation zur Unterstützung des Verbrennungsmotors 8 durchzuführen, so dass der zweite Elektromotor M2 das vom Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 errechnete Unterstützungsmoment As für die Unterstützungsdauer, die ebenfalls vom Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 berechnet wird, liefert. Somit wird der Umfang der Verringerung des Fahrzeugantriebsmoments, das auf die Antriebsräder 38 übertragen werden soll, aufgrund der Begrenzung des Maschinenmoments T_E durch das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 verringert, um die Verschlechterung der Beschleunigung des Fahrzeugs zu verringern.
Wenn die Erzeugung des Maschinenmoments T_E während der Ausgangsleistungssteuerung des Verbrennungsmotors 8 durch das Hybridsteuermittel 52 verzögert wird, besteht die Gefahr, dass die Übertragung des Fahrzeugantriebsmoments auf die Antriebsräder 38 verzögert wird, mit dem Ergebnisse eines nachteiligen Einflusses auf die Fahrzeugbeschleunigung. Wenn das Gaspedal betätigt wird, ist es beispielsweise günstig, dass die Fahrzeugbeschleunigung durch eine schnelle Zunahme des Fahrzeugantriebsmoments auf den erforderlichen Wert erhöht wird. Jedoch wird das Maschinenmoment T_E nicht erzeugt, bevor der Verbrennungsmotor 8 vom Maschinen-Ein/Aus-Steuermittel 112 beim Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus vom Elektromotor-Antriebsmodus in den Verbrennungsmodus-Antriebsmodus infolge der Betätigung des Gaspedals gestartet wird. Somit kann die Erzeugung des Maschinenmoments T_E verzögert werden, was zu einem verzögerten Anstieg des Fahrzeugantriebsmoments und zu einem daraus folgenden Versagen bei der Erreichung der gewünschten Fahrzeugbeschleunigung führt.
Die Erzeugung des Maschinenmoments T_E kann nicht nur beim Starten des Verbrennungsmotors 8 durch das Maschinen-Ein/Aus-Steuermittel 112 verzögert werden, sondern auch bei einer Erhöhung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 8 durch das Mittel 110 für die Steuerung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder verzögert werden. Wenn die Zahl der ansteuerbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 8 durch das Mittel 110 zur Steuerung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder erhöht wird, wird ein Teil des Maschinenmoments T_E , das der Erhöhung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder entspricht, nicht erzeugt, bevor nicht der Zylinder oder die Zylinder, zu dem bzw. zu denen die Kraftstoffzufuhr unterbrochen war, in den Betätigungszustand gebracht wurde(n). Auch in diesem Fall wird die Erzeugung des Maschinenmoments T_E verzögert.
Angesichts der obigen Ausführungen ist das Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 so gestaltet, dass es den zweiten Elektromotor M2 so steuert, dass diese Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durchgeführt wird, um die oben genannte Verzögerung der Erzeugung des Maschinenmoments T_E auszugleichen.
Genauer gesagt ist das Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 so gestaltet, dass es den zweiten Elektromotor M2 so steuert, dass er die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation zur Kompensierung der Verzögerung der Erzeugung des Maschinenmoments T_E beim Starten des Verbrennungsmotors 8 durch das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 112 durchführt. Das Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 ist ferner so gestaltet, dass es den zweiten Elektromotor M2 so steuert, dass dieser die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation zur Kompensierung der Verzögerung der Erzeugung des Maschinenmoments T_E bei Erhöhung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 8 durch das Mittel 110 für die Steuerung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder ausgleicht.
Ein Mittel 108 zur Bestimmung der Verzögerung der Maschinenmomenterzeugung ist vorgesehen, um zu bestimmen, ob die Erzeugung des Maschinenmoments T_E voraussichtlich verzögert wird oder nicht. Zum Beispiel ist das Mittel 108 zur Bestimmung der Verzögerung der Maschinenmomenterzeugung so gestaltet, dass es bestimmt, ob die Erzeugung des Maschinenmoments T_E beim Starten des Verbrennungsmotors 8 durch das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 112 verzögert wird oder nicht. Die Bestimmung durch das Mittel 108 zur Bestimmung der verzögerten Erzeugung des Maschinenmoments T_E , ob die Erzeugung des Maschinenmoments T_E beim Starten des Verbrennungsmotors 8 durch das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 112 verzögert ist oder nicht, wird aufgrund der Bestimmung getroffen, ob das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 112 bestimmt hat, den Verbrennungsmotor 8 infolge der Bestimmung durch das Hybridsteuermittel 52, den Fahrzeugantriebsmodus entsprechend einer Änderung des Fahrzeugzustands vom Elektromotor-Antriebsmodus in den Verbrennungsmotor-Antriebsmodus umzuschalten, zu starten.
Das Mittel 108 zur Bestimmung der Verzögerung der Maschinenmomenterzeugung ist ferner so gestaltet, dass es bestimmt, ob die Erzeugung des Maschinenmoments T_E bei Erhöhung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 8 durch das Mittel 110 zur Steuerung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder verzögert ist. Die Bestimmung, ob die Erzeugung des Maschinenmoments T_E bei Erhöhung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 8 durch das Mittel 110 zur Steuerung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder verzögert ist oder nicht, durch das Mittel 108 zur Bestimmung der Verzögerung der Maschinenmomenterzeugung wird dadurch getroffen, dass bestimmt wird, ob das Mittel 110 zur Steuerung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder begonnen hat, die Zahl der ansteuerbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 8 infolge der Bestimmung durch das Hybridsteuermittel 52, die Zahl der ansteuerbaren Zylinder entsprechend einer Änderung des Fahrzeugzustands zu erhöhen, zu erhöhen.
Wenn das Mittel 108 zur Bestimmung einer Verzögerung der Maschinenmomenterzeugung bestimmt hat, dass die Erzeugung des Maschinenmoments T_E voraussichtlich verzögert wird, berechnet das Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 einen Umfang der Verzögerung der Erzeugung des Maschinenmoments T_E und berechnet den Umfang des Unterstützungsmoments aufgrund des errechneten Umfangs der Verzögerung der Maschinenmomenterzeugung und entsprechend einer vorgegebenen Beziehung L zwischen dem Unterstützungsmomentumfang und dem Umfang der Verzögerung der Maschinenmomenterzeugung.
Beispielsweise ist das Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 so gestaltet, dass es einen Verzögerungsumfang L der Maschinenmomenterzeugung aufgrund der Zeit A vom Moment der Bestimmung durch das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 110, den Verbrennungsmotor 8 zu starten, bis zum Moment der eigentlichen Zündung des Verbrennungsmotors oder der Zeit B vom Moment der Initiierung einer Operation, mit der die Zahl der ansteuerbaren Zylinder unter der Steuerung des Mittel 110 zur Steuerung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder erhöht wird, bis zu einem Moment, zu dem der oder die Zylinder, zu dem bzw. denen die Kraftstoffzufuhr unterbrochen war, in den Betätigungszustand gebracht worden ist bzw. sind, berechnet. Genauer wird der Umfang der Verzögerung der Maschinenmomenterzeugung L aufgrund der Zeiten A, B und entsprechend einer vorgegebenen Beziehung zwischen den Zeiten A, B und dem Verzögerungsumfang L für die Maschinenmomenterzeugung berechnet, wobei diese Beziehung durch Versuche ermittelt wird.
In 19(b) sind Beispiele für die Beziehung L zwischen dem Verzögerungsumfang der Maschinenmomenterzeugung und dem Unterstützungsmomentumfang dargestellt, wobei die Beziehung L so formuliert ist, dass der Umfang des Unterstützungsmoments mit zunehmendem Verzögerungsumfang der Maschinenmomenterzeugung zunimmt. Die durchgezogene Linie C in 19(b) stellt ein Beispiel für die Beziehung zwischen einem Unterstützungsmomentumfang Ac und dem Verzögerungsumfang der Maschinenmomenterzeugung beim Starten des Verbrennungsmotors 8 durch das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 112 dar, während die durchgezogene Linie D in 19(b) ein Beispiel für die Beziehung zwischen dem Unterstützungsmomentumfang Ad und dem Verzögerungsumfang der Maschinenmomenterzeugung bei einer Erhöhung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder durch das Mittel 110 zur Steuerung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder darstellt. Die Höhe des fehlenden Fahrzeugantriebsmoments beim Starten des Verbrennungsmotors 8 wird als höher betrachtet. Angesichts der obigen Ausführungen ist die vorliegende Ausführungsform so ausgelegt, dass der Umfang des Unterstützungsmoments (dargestellt durch die durchgezogene Linie C) für einen bestimmten Umfang der Verzögerung der Maschinenmomenterzeugung beim Starten des Verbrennungsmotors 8 gegenüber demjenigen (dargestellt durch die durchgezogene Linie D) bei Erhöhung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder vergrößert wird. Das Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 ermittelt einen Gesamtumfang A1 des Unterstützungsmoments durch Addieren der Unterstützungsmomentbeträge Ac und Ad.
Das Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 ist so gestaltet, dass es als die Unterstützungsdauer einen Zeitraum von einem Moment, in dem durch das Mittel 108 zur Bestimmung einer Verzögerung der Maschinenmomenterzeugung bestimmt wird, dass das Maschinenmoment T_E voraussichtlich verzögert wird, bis zu einem Moment der tatsächlichen Erzeugung des Maschinenmoments T_E infolge der Zündung des Verbrennungsmotors oder des Abschlusses der Erhöhung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder berechnet.
Wenn das Mittel 108 zur Bestimmung der Verzögerung der Maschinenmomenterzeugung bestimmt hat, dass die Erzeugung des Maschinenmoments T_E voraussichtlich verzögert wird, weist das Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 das Hybridsteuermittel 52 an, den zweiten Elektromotor M2 so zu steuern, dass dieser die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation zur Unterstützung des Verbrennungsmotors 8 durchführt, so dass der zweite Elektromotor M2 den Unterstützungsmomentbetrag A1, der vom Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 errechnet wird, über die Unterstützungsdauer, die ebenfalls vom Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 errechnet wird, liefert. Somit wird der Umfang der Verzögerung der Übertragung des Fahrzeugantriebsmoments auf die Antriebsräder 38 aufgrund der verzögerten Erzeugung des Maschinenmoments T_E verringert, um die Verschlechterung der Fahrzeugbeschleunigung zu verringern.
Das Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 ist so gestaltet, dass es nicht nur die Unterstützungsmomentbeträge As, A1 aufgrund des Momentbegrenzungsbetrags S und des Momenterzeugungs-Verzögerungsbetrags L berechnet, sondern auch beispielsweise den Unterstützungsmomentbetrag A' aufgrund eines Änderungsbereichs A_CC' (= dA_CC/dt) des Betätigungsumfangs des Gaspedals, so dass der Betrag A' des Unterstützungsmoments mit einer Zunahme des Änderungsbereichs Acc' und entsprechend einer vorgegebenen Beziehung zwischen dem Unterstützungsmomentbetrag A' und dem Änderungsbereich Acc' steigt, wobei diese Beziehung durch Experimente ermittelt wird. Das Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 ermittelt einen Gesamt-Unterstützungsmomentbetrag A_ALL durch Addieren der Unterstützungsmomentbeträge As, Al und A'.
Das Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 weist das Hybridsteuermittel 52 an, den zweiten Elektromotor M2 zur Durchführung der Maschinenunterstützungsoperation anzusteuern, um den Verbrennungsmotor 8 zu unterstützen, so dass der zweite Elektromotor M2 den Gesamtunterstützungsmomentbetrag A_ALL , der vom Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 errechnet wurde, liefert.
Im Ablaufschema von 20 ist eine Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation dargestellt, die von der elektronischen Steuereinrichtung 40 durchgeführt wird, die in der Ausführungsform von 17 vorgesehen ist, wenn das Maschinenmoment begrenzt wird oder wenn die Erzeugung des Maschinenmoments verzögert ist. Diese Steuerroutine wird wiederholt mit einer sehr kurzen Zykluszeit von beispielsweise mehreren Millisekunden bis mehreren zehn Millisekunden durchgeführt.
21 ist ein Zeitschema zur Erläuterung der im Ablaufschema von 20 dargestellten Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation im Fall des fast gleichzeitigen Stattfindens der Umschaltung des Fahrzeugantriebsmodus vom Elektromotor-Antriebsmodus in den Verbrennungsmotor-Antriebsmodus aufgrund einer Änderung des Fahrzeugzustands vom Punkt „a“ zum Punkt „b“, wie durch die durchgezogene Linie B in 6 dargestellt, als Ergebnis eines großen Betätigungsumfangs des Gaspedals, während das Fahrzeug im Elektromotor-Antriebsmodus fährt; einer Umschaltung des Schaltzustands des Differentialabschnitts aus dem stufenlos variablen Schaltzustand in den stufenweise variablen Schaltzustand und einer Bestimmung, die eine Runterschaltaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 bewirkt.
22 ist ein Zeitschema zur Erläuterung der Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation, die im Ablaufschema von 20 dargestellt ist, im Fall einer Bestimmung, den Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 aufgrund einer Änderung des Fahrzeugzustands vom Punkt „b'“ in den Punkt „b“, wie von der durchgezogenen Linie B in 6 angezeigt, wegen eines großen Betätigungsumfangs des Gaspedals während das Fahrzeug im Verbrennungsmotor-Antriebsmodus fährt, vom stufenlos variablen Schaltzustand (dem nicht gesperrten Zustand) in den stufenweise variablen Schaltzustand (den Sperrzustand) zu schalten,.
Die Verbrennungsmotorunterstützungs-Steuerroutine wird mit Schritt S11 (im folgenden wird „Schritt“ weggelassen), der dem Maschinenmomentbegrenzungs-Bestimmungsmittel 104 entspricht, initiiert, um zu bestimmen, ob das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 die Verbrennungsmotorleistungs-Steuereinrichtung 43 angewiesen hat, das Maschinenmoment T_E während einer Einrückaktion der Schaltkupplung C0 unter der Steuerung des Umschaltsteuermittels 50 vorübergehend zu senken. In dem Beispiel von 22 wird die Bestimmung, den Differentialabschnitt 11 durch die Einrückaktion der Schaltkupplung C0 infolge eines großen Betätigungsumfangs des Gaspedals aus dem stufenlos variablen Schaltzustand (dem nicht gesperrten Zustand) in den stufenweise variablen Schaltzustand (den Sperrzustand) zu schalten, zum Zeitpunkt t1 getroffen, und das Maschinenmoment T_E wird für einen Zeitraum vom Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t6, der in 22 dargestellt ist, begrenzt, sobald der Differentialabschnitt 11 in den Sperrzustand geschaltet wird.
Falls in S11 eine negative Bestimmung getroffen wird, geht der Steuerungsablauf zu S12 über, der dem Maschinenmomentbegrenzungs-Bestimmungsmittel 104 entspricht, um zu bestimmen, ob das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 die Maschinenleistungs-Steuereinrichtung 53 angewiesen hat, das Maschinenmoment T_E beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor unter der Steuerung des Hybridsteuermittels 52 vorübergehend zu senken.
Wenn in S12 eine negative Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerablauf zu S13 weiter, der dem Mittel 108 zur Bestimmung einer Verzögerung der Maschinenmomenterzeugung entspricht, um zu bestimmen, ob die Erzeugung des Maschinenmoments T_E beim Starten des Verbrennungsmotors 8 durch das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 112 verzögert ist oder nicht. Beispielsweise wird die Bestimmung, ob die Erzeugung des Maschinenmoments T_E beim Starten des Verbrennungsmotors 8 durch das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 112 verzögert ist oder nicht, dadurch getroffen, dass bestimmt wird, ob das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 112 in Folge der Bestimmung durch das Hybridsteuermittel 52, den Fahrzeugantriebsmodus entsprechend einer Änderung des Fahrzeugzustands vom Elektromotor-Antriebsmodus in den Verbrennungsmotor-Antriebsmodus zu schalten, bestimmt hat, den Verbrennungsmotor 8 zu starten. Zum Zeitpunkt T1 im Beispiel von 21 wird die Bestimmung, den Differentialabschnitt 11 durch die Einrückaktion der Schaltkupplung C0 vom stufenlos variablen Schaltzustand (dem nicht gesperrten Zustand) in den stufenweise variablen Schaltzustand (den Sperrzustand) zu schalten, in Folge des großen Betätigungsumfangs des Gaspedals und der Bestimmung, den Fahrzeugantriebsmodus vom Elektromotor-Antriebsmodus in den Verbrennungsmotor-Antriebsmodus zu schalten, getroffen, während gleichzeitig die Bestimmung, den Automatikgetriebeabschnitt 20 aus der zweiten Gangstellung in die erste Gangstellung zu schalten.
Wenn in S13 eine negative Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerablauf zu S14 über, der dem Mittel 108 zur Bestimmung einer Verzögerung der Maschinenmomenterzeugung entspricht, um zu bestimmen, ob die Erzeugung des Maschinenmoments T_E bei Erhöhung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 8 durch das Mittel 110 zum Steuern der Zahl der ansteuerbaren Zylinder verzögert ist. Beispielsweise wird die Bestimmung, ob die Erzeugung des Maschinenmoments T_E bei Erhöhung der Zahl der ansteuerbaren Zylinder des Verbrennungsmotors durch das Mittel 110 zum Steuern der Zahl der ansteuerbaren Zylinder verzögert ist oder nicht, dadurch getroffen, dass bestimmt wird, ob das Mittel 110 zum Steuern der Zahl der ansteuerbaren Zylinder begonnen hat, die Zahl der ansteuerbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 8 infolge der Bestimmung durch das Hybridsteuermittel 52, die Zahl der ansteuerbaren Zylinder entsprechend einer Änderung des Fahrzeugzustands zu erhöhen, zu erhöhen.
Wenn in S14 eine negative Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerablauf zu S15 über, der dem Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 entspricht, worin keine Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durch den zweiten Elektromotor M2 durchgeführt wird, um die fehlende Höhe des Fahrzeugantriebsmoments aufgrund der Begrenzung des Maschinenmoments T_E oder der verzögerten Erzeugung des Maschinenmoments T_E durchgeführt wird.
Wenn in einem von S11 - S14 eine positive Bestimmung getroffen wird, geht der Steuerablauf zu S16 über, der dem Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 entspricht, um den Umfang des Unterstützungsmoments, das vom zweiten Elektromotor M2 geliefert wird, und die Unterstützungsdauer zu bestimmen. Beispielsweise wird der Unterstützungsmomentumfang bzw. -betrag As auf der Basis des Betrags S der Begrenzung des Maschinenmoments T_E (wobei diese Begrenzung in S11 oder S12 bestimmt wurde) und entsprechend den vorgegebenen Beziehungen S, die in 19(a) dargestellt sind, berechnet, und die Dauer der Begrenzung des Maschinenmoments T_E wird als Unterstützungsdauer berechnet. Ferner wird der Unterstützungsmomentbetrag Al auf der Basis des Betrags L der Verzögerung der Erzeugung des Maschinenmoments T_E (wobei diese Verzögerung in S13 oder S14 bestimmt wurde) und entsprechend den vorgegebenen Beziehungen L, die in 19(b) dargestellt sind, berechnet, und der Zeitraum ab dem Moment der Bestimmung der verzögerten Erzeugung des Maschinenmoments T_E wird als Unterstützungsdauer berechnet.
Auf S15 und S16 folgt S17, der dem Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 entspricht, um den Unterstützungsmomentbetrag A' zusätzlich zu den Unterstützungsmomentbeträgen As und Al, die in S16 berechnet wurden, auf der Basis der Änderungsrate A_CC' (=dA_CC/dt) des Betätigungsbetrags des Gaspedals und entsprechend der vorgegebenen Beziehung, die durch Versuche erhalten wird, zu berechnen.
Der Steuerablauf geht dann zu S18 über, der dem Unterstützungsmoment-Berechnungsmittel 106 entspricht, um den Gesamt-Unterstützungsmomentbetrag A_ALL durch Addieren der Unterstützungsmomentbeträge As und Al, die in S16 berechnet wurden, und des Unterstützungsmomentbetrags A', der in S17 berechnet wurde, zu berechnen.
Dann S19, der dem Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 entspricht, um das Hybridsteuermittel 52 anzuweisen, den zweiten Elektromotor M2 anzusteuern, um die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durchzuführen, um den Verbrennungsmotor 8 zu unterstützen, so dass der zweite Elektromotor M2 den Gesamt-Unterstützungsmomentbetrag A_ALL , der in S18 berechnet wurde, liefert.
Über einen Zeitraum vom Zeitpunkt t1 zum Zeitpunkt t2, der in 21 dargestellt ist, wird die Schaltkupplung C0 eingerückt, um den Schaltzustand vom stufenlos variablen Schaltzustand (dem nicht-gesperrten Zustand) in den stufenweise variablen Schaltzustand (den Sperrzustand) zu schalten, während gleichzeitig der Verbrennungsmotor M1 im stufenlos variablen Schaltzustand vom ersten Elektromotor M1, der als Verbrennungsmotorstarter fungiert, mit einer weichen Änderung der ersten Elektromotor-Drehzahl NM1 vor der Runterschaltaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 aus der zweiten Gangstellung in die erste Gangstellung gestartet wird,. Dementsprechend wird die Vibration beim Starten des Verbrennungsmotors verringert. Zum Zeitpunkt t2 wird der Verbrennungsmotor bei der vorgegebenen Maschinendrehzahl N_E ' gezündet.
Zum Zeitpunkt t3 nach dem Starten des Verbrennungsmotors 8 wird die hydraulische Steuereinheit 42 angewiesen, die Kupplung C0 einzurücken. Infolgedessen wird der Hydraulikdruck der Schaltkupplung C0 während des Zeitraums vom Zeitpunkt t3 zum Zeitpunkt t4 erhöht. Die Einrückaktion der Schaltkupplung C0 wird zum Zeitpunkt t4 abgeschlossen, so dass die Maschinendrehzahl N_E , die erste Elektromotor-Drehzahl N_M1 und die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 einander angeglichen werden. Somit wird die Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebes 20 (die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18) konstant bei der Maschinendrehzahl N_E gehalten.
Zum folgenden Zeitpunkt t5 wird ein Schaltbefehl an die hydraulische Steuereinheit 42 ausgegeben, um die Runterschaltaktion des Automatikgetriebeabschnitts zu bewirken, d.h., um die Einrückaktion der geeigneten Kombination von hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen zu bewirken, um die erste Gangstellung einzurichten. Diese Runterschaltaktion des Automatikgetriebes 20 ist erleichtert, da die Runterschaltaktion nicht gleichzeitig mit dem Umschalten des Differentialabschnitts 11 in den Sperrzustand bewirkt wird. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die Runterschaltaktion bewirkt wird, während die Maschinendrehzahl N_E , die erste Elektromotordrehzahl N_M1 und die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 jeweils gleich sind, so dass die Maschinendrehzahl N_E , die sich in der Regel während einer Schaltaktion des Automatikgetriebes 20 verändert, vom ersten Elektromotor M1 entsprechend einer Änderung der Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Übersetzung γof des Automatikgetriebeabschnitts 20 bestimmt wird, gesteuert werden kann. In diesem Fall kann der Automatikgetriebeabschnitt 20 schnell runtergeschaltet werden. Somit werden bei gleichzeitigen Bestimmungen, als Folge einer Betätigung des Gaspedals den Schaltzustand umzuschalten, den Verbrennungsmotor 8 zu starten und den Automatikgetriebeabschnitt 20 zu schalten, diese drei Operationsereignisse so gesteuert, dass sie nacheinander stattfinden.
Die Erzeugung des Maschinenmoments T_E wird in Bezug auf den Moment der Bestimmung, den Verbrennungsmotor 8 infolge des großen Betätigungsumfangs des Gaspedals zu starten, verzögert, da das Maschinenmoment T_E frühestens zum Zeitpunkt t2 mit der Zündung des Verbrennungsmotors 8 erzeugt wird. Ein verzögerter Anstieg des Fahrzeugantriebsmoments während der Betätigung des Gaspedals ist nicht erwünscht. Um diesen verzögerten Anstieg des Fahrzeugantriebsmoments auszugleichen, wird die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation des zweiten Elektromotors M2 zum Zeitpunkt t1 initiiert. Die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation des zweiten Elektromotors M2 wird auch nach dem Zeitpunkt t3 fortgesetzt, um die Verringerung des Maschinenmoments T_E während der Einrückaktion der Schaltkupplung C0 zum Umschalten des Schaltzustands in den Sperrzustand vom Zeitpunkt t3 bis zu Zeitpunkt t4 auszugleichen. Im Beispiel von 21 wird die Verbrennungsmotor-Unterstützungsaktion bis zum Zeitpunkt t6 aufgrund des Fahrzeugzustands durchgeführt, so dass die fehlende Höhe des Fahrzeugantriebsmoments und der Übersetzung γ ausgeglichen wird. Im Beispiel von 22 wird die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation des zweiten Elektromotors M2 für den Zeitraum vom Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t6, über den das Maschinenmoment T_E begrenzt wird, durchgeführt.
Im Beispiel von 21 wird der Fahrzeugantriebsmodus vom Elektromotor-Antriebsmodus in den Verbrennungsmotor-Antriebsmodus umgeschaltet, und der Schaltzustand wird im Elektromotor-Antriebsmodus in den Sperrzustand geschaltet. Im Beispiel von 22 wird der Schaltzustand im Verbrennungsmotor-Antriebsmodus in den Sperrzustand geschaltet. Es ist klar, dass der Umfang des Unterstützungsmoments und die Dauer der Unterstützung im Beispiel von 21 größer sind als im Beispiel von 22. Somit werden der Umfang und die Dauer des Unterstützungsmoments auf der Basis des Fahrzeugzustands bestimmt, in dem die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durchgeführt wird, wie des Umfangs der Verzögerung des Maschinenmoments T_E , der Begrenzungsbedingung des Maschinenmoments T_E , der fehlenden Höhe des Fahrzeugantriebsmoments, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Änderungsrate Acc' des Gaspedal-Betätigungsumfangs.
Im Beispiel von 21 wird der Fahrzeugantriebsmodus vom Elektromotor-Antriebsmodus in den Verbrennungsmotor-Antriebsmodus geschaltet, und der Schaltzustand wird im Elektromotor-Antriebsmodus in den Sperrzustand geschaltet. In dem Beispiel von 22 wird der Schaltzustand im Verbrennungsmotor-Antriebsmodus in den Sperrzustand geschaltet. Es ist klar, dass der Umfang des Unterstützungsmoments und die Unterstützungsdauer im Beispiel von 21 größer bzw. länger sind als im Beispiel von 22. Somit werden der Unterstützungsmomentumfang und die Unterstützungsdauer aufgrund des Fahrzeugszustands bestimmt, in dem die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durchgeführt wird, wie: des Umfangs der Verzögerung der Erzeugung des Maschinenmoments T_E ; des Zustands, in dem das Maschinenmoment T_E begrenzt wird; der Höhe des fehlenden Fahrzeugantriebsmoments; der Fahrgeschwindigkeit V und der Übersetzung γ; und der Änderungsrate Acc' des Betätigungsumfangs des Gaspedals.
In der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform führt das Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durch den zweiten Elektromotor M2 während der Begrenzung des Maschinenmoments T_E durch das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 durch, um die Begrenzung des Maschinenmoments T_E auszugleichen. Somit wird der Umfang der Verringerung des Drehmoments, das auf die Antriebsräder 38 übertragen werden soll, aufgrund der Begrenzung des Maschinenmoments T_E verringert, um die Verschlechterung der Fahrzeugbeschleunigung zu verringern, so dass das Antriebsmoment der Antriebsräder für einen bestimmten Betätigungsumfang des Gaspedals in einem bestimmten Fahrzustand des Fahrzeugs konstant gehalten wird, d.h. das Fahrzeug-Antriebsmoment, das dem bestimmten Betätigungsumfang des Gaspedals entspricht, variiert trotz der Begrenzung des Maschinenmoments T_E nicht nennenswert, wodurch der Fahrzeuglenker die Begrenzung des Maschinenmoments T_E nicht als unangenehm empfindet.
Die vorliegende Ausführungsform ist ferner dafür ausgelegt, dass das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 das Maschinenmoment T_E beim Starten des Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor 8 begrenzt, um den ersten Elektromotor M1, der das Reaktionsmoment erzeugt, das dem Maschinenmoment T_E entspricht, zu schützen, und das Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durch den zweiten Elektromotor M2 während der Begrenzung des Maschinenmoments T_E durch das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 durchführt, um die Begrenzung des Maschinenmoments T_E auszugleichen. Somit wird der Umfang der Verringerung des Drehmoments, das auf die Antriebsräder 38 übertragen werden soll, verringert, um die Verschlechterung der Fahrzeugbeschleunigung zu verringern, so dass das Antriebsmoment der Antriebsräder bei einem bestimmten Betätigungsumfang des Gaspedals in einem bestimmten Fahrzustand des Fahrzeugs konstant gehalten wird, d.h. das Fahrzeugantriebsmoment, das dem bestimmten Betätigungsumfang des Gaspedals entspricht, variiert trotz der Begrenzung des Maschinenmoments T_E nicht nennenswert, wodurch der Fahrzeuglenker die Begrenzung des Maschinenmoments T_E nicht als unangenehm empfindet.
Die vorliegende Ausführungsform ist ferner so ausgelegt, dass beim Schalten des Differentialabschnitts 11 (des Leistungsverteilungsmechanismus 16) vom Differentialzustand in den Sperrzustand durch die Einrückaktion der Schaltkupplung C0 das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 das Maschinenmoment T_E begrenzt, und das Unterstützungsmoment-Steuermittel 100 die Unterstützungsoperation durch den zweiten Elektromotor M2 durchführt, um die Begrenzung des Maschinenmoments T_E auszugleichen, so dass der Umfang der Verringerung des Drehmoments, das auf die Antriebsräder 38 übertragen werden soll, verringert wird, um die Verschlechterung der Fahrzeugbeschleunigung zu verringern, so dass das Antriebsmoment der Antriebsräder bei einem bestimmten Betätigungsumfang des Gaspedals in einem bestimmten Fahrzustand des Fahrzeugs konstant gehalten wird, d.h. das Fahrzeugantriebsmoment, das dem bestimmten Betätigungsumfang des Gaspedals entspricht, variiert trotzt der Begrenzung des Maschinenmoments T_E nicht nennenswert, wodurch der Fahrzeuglenker die Begrenzung des Maschinenmoments T_E nicht als unangenehm empfindet.
Die vorliegende Ausführungsform ist ferner so ausgelegt, dass das Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 eine Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durch den zweiten Elektromotor M2 durchführt, um eine Verzögerung der Erzeugung des Maschinenmoments T_E auszugleichen. Somit wird eine Verzögerung der Übertragung des Fahrzeugantriebsmoments auf die Antriebsräder 38 aufgrund der verzögerten Erzeugung des Maschinenmoments T_E verringert, um die Verschlechterung der Fahrzeugbeschleunigung zu verringern, so dass der Umfang der Verringerung des Drehmoments, das auf die Antriebsräder 38 übertragen werden soll, verringert wird, um die Verschlechterung der Fahrzeugbeschleunigung zu verringern, so dass das Antriebsmoment der Antriebsräder bei einem bestimmten Betätigungsumfang des Gaspedals in einem bestimmten Fahrzustand des Fahrzeugs im wesentlichen konstant gehalten wird, d.h. das Fahrzeugantriebsmoment, das dem bestimmten Betätigungsumfang des Gaspedals entspricht, variiert trotz der Begrenzung des Maschinenmoments T_E nicht nennenswert, wodurch der Fahrzeuglenker die Begrenzung des Maschinenmoments T_E nicht als unangenehm empfindet.
Die vorliegende Ausführungsform ist ferner so ausgelegt, dass das Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 die Maschinenunterstützungsoperation durch den zweiten Elektromotor durchführt, um eine Verzögerung der Erzeugung des Maschinenmoments T_E über einen Zeitraum, der nötig ist, um den Verbrennungsmotor 8 durch das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel zu starten, auszugleichen. Somit wird eine Verzögerung der Übertragung des Fahrzeugantriebsmoments auf die Antriebsräder 38 aufgrund der verzögerten Erzeugung des Maschinenmoments T_E verringert, um die Verschlechterung der Fahrzeugbeschleunigung zu verringern, so dass das Antriebsmoment der Antriebsräder für einen bestimmten Betätigungsumfang des Gaspedals in einem bestimmten Fahrzustand des Fahrzeugs konstant gehalten wird, d.h. das Fahrzeugantriebsmoment, das dem bestimmten Betätigungsumfang des Gaspedals entspricht, variiert trotzt der Begrenzung des Maschinenmoments T_E nicht nennenswert, wodurch der Fahrzeuglenker die Begrenzung des Maschinenmoments nicht als unangenehm empfindet.
Die vorliegende Erfindung ist ferner so ausgelegt, dass das Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durch den zweiten Elektromotor durchführt, um die Verzögerung der Erzeugung des Maschinenmoments T_E über einen Zeitraum durchführt, der nötig ist, um die Zahl der ansteuerbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 8 durch das Mittel 110 zum Steuern der Zahl der ansteuerbaren Zylinder zu erhöhen. Somit wird eine Verzögerung der Übertragung des Fahrzeugantriebsmoments auf die Antriebsräder 38 aufgrund der verzögerten Erzeugung des Maschinenmoments T_E verringert, um die Verschlechterung der Fahrzeugbeschleunigung zu verringern, so dass das Antriebsmoment der Antriebsräder für einen bestimmten Betätigungsumfang des Gaspedals in einem bestimmten Fahrzustand des Fahrzeugs konstant gehalten wird, d.h. das Fahrzeugantriebsmoment, das dem bestimmten Umfang der Betätigung des Gaspedals entspricht, wird konstant gehalten, d.h. das Fahrzeugantriebsmoment, das dem bestimmten Betätigungsumfang des Gaspedals entspricht, variiert trotzt der Begrenzung des Maschinenmoments T_E nicht nennenswert, wodurch der Fahrzeuglenker die Begrenzung des Maschinenmoments T_E nicht als unangenehm empfindet.
AUSFÜHRUNGSFORM 5
In dem Funktionsblock-Diagramm von 23, das dem von 17 entspricht, sind Hauptsteuerfunktionen der elektronischen Steuereinrichtung 40 eines Fahrzeugantriebssystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In dem vorliegenden Fahrzeugantriebssystem sind der Verbrennungsmotor 8, der erste Elektromotor M1, der Differentialmechanismus 16 und der zweite Elektromotor M2 auf einer ersten Achse in dem Achsgehäuse angeordnet, und der Automatikgetriebeabschnitt 20 ist auf einer zweiten Achse parallel zur ersten Achse angeordnet, während die Differentialtriebeinrichtung (die Enduntersetzungseinrichtung) 36 auf einer dritten Achse parallel zur ersten Achse angeordnet ist. Das rechte und das linke Antriebsrad (die Fronträder (38 werden von der Differentialtriebeinrichtung 36 angetrieben. Das vorliegende Fahrzeugantriebssystem ist ferner mit einem elektrischen Heckrad-Antriebsmotor M3 und einer Differentialtriebeinrichtung 37 zum Antreiben der rechten und linken Heckräder 39 ausgestattet. Das heißt, das Fahrzeug ist ein Vierradantriebs-Fahrzeug. Der elektrische Heckrad-Antriebsmotor M3 wird verwendet, um eine Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durchzuführen.
Im Ablaufschema von 24, das dem von 20 entspricht, ist eine Haupt-Steueroperation der elektrischen Steuereinrichtung 40 der Ausführungsform von 23 dargestellt. In der Steuerroutine von 24, sind S21 - S28 mit S1 - S18 identisch. Jedoch ist S29 vorgesehen, um eine Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durchzuführen, bei der der Gesamtbetrag des Unterstützungsmoments T_ALL vom zweiten Elektromotor M2 oder vom ersten Elektromotor M1 allein oder von beiden Elektromotoren M1, M2 gemeinsam geliefert wird, wenn der erste Elektromotor M1 für die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation zur Verfügung steht, oder vom elektronischen Heckrad-Antriebsmotor M3 allein oder sowohl vom zweiten Elektromotor M2 als auch und vom elektrischen Heckrad-Antriebsmotor M3, wenn der elektrische Heckrad-Antriebsmotor M3 für die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation zur Verfügung steht. Wenn die Fahrbahn, auf der das Fahrzeug fährt, einen relativ niedrigen Reibungskoeffizienten oder einen schlechten Oberflächenzustand aufweist, wird vorzugsweise der elektrische Heckrad-Antriebsmodus M3 für die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation verwendet. Wenn der Verbrennungsmotor 8 mit einem Startermotor zum Starten des Verbrennungsmotors 8 ausgestattet ist, kann dieser Startermotor für die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation verwendet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform sind S30 - S32 nur vorgesehen, um die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durchzuführen, wenn ein Bremspedal und ein Parkbremshebel oder -pedal nicht betätigt werden. Das heißt, S30 ist vorgesehen, um zu bestimmen, ob ein Bremssystem des Fahrzeugs betätigt wurde. Falls in S30 eine positive Bestimmung erhalten wird, zeigt dies an, dass eine Operation zum Bremsen des Fahrzeugs erforderlich ist und der Fahrzeuglenker nicht beabsichtigt, das Fahrzeug zu starten. In diesem Fall geht der Steuerablauf zu S31 über, um die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durch den Elektromotor zu hemmen, um die elektrische Leistung zu sparen. Falls in S30 eine negative Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerablauf zu S32 über, um die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durchzuführen, und geht dann zu S26 und den folgenden Schritten über. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation auf die gleiche Weise durchgeführt wie in den Zeitschemata von 21 und 22 dargestellt, wenn keine Operation, um das Fahrzeug zu bremsen, erforderlich ist, ohne dass das Bremspedal oder der Parkbremshebel oder das Parkbremspedal betätigt wird. Somit liefert die vorliegende Ausführungsform die gleichen Vorteile wie die vorangehende Ausführungsform.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben wurden, sei klargestellt, dass die vorliegende Erfindung auch anderweitig ausgeführt werden kann.
In der dargestellten Ausführungsform ist das Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments so gestaltet, dass es als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe unter der Steuerung des Hybridsteuermittels 52 fungiert, sobald das Fahrzeug unter Verwendung des Verbrennungsmotors 8 als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle gestartet wird, und wenn das Fahrzeuggeschwindigkeits-Bestimmungsmittel 84 bestimmt, dass die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht über dem vorgegebenen Wert V2 liegt. Jedoch muss die negative Bestimmung durch das Fahrzeuggeschwindigkeits-Bestimmungsmittel 84 nicht die Bedingung sein, die erfüllt sein muss, damit das Mittel 86 zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Maschinenmoment T_E beschränkt. In diesem Fall kann die Ausgangsleistung vom ersten Elektromotor M1, der das Reaktionsmoment erzeugt, das dem Maschinenmoment T_E entspricht, gegenüber dem Fall, dass das Maschinenmoment T_E nicht beschränkt wird, ebenfalls verkleinert werden. Somit kann die erforderliche Größe des ersten Elektromotors M1 verringert werden.
In der dargestellten Ausführungsform wird der Differentialabschnitte 11 selektiv in den stufenlos variablen Schaltzustand oder den Schaltzustand mit fester Übersetzung gebracht, so dass der Getriebemechanismus 10, 70 zwischen dem stufenlos variablen Schaltzustand, in dem der Differentialabschnitt 11 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe fungiert, und dem stufenweise variablen Schaltzustand, in dem der Differentialabschnitt 11 als stufenweise variables Getriebe fungiert, umgeschaltet werden kann. Jedoch ist das Prinzip der vorliegenden Erfindung auf jeden Getriebemechanismus anwendbar, der nicht in den stufenweise variablen Schaltzustand umgeschaltet werden kann, d.h. in dem der Differentialmechanismus 11 nicht mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 versehen ist und nur als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe (als elektrisch gesteuerte Differentialeinrichtung) fungiert.
In den dargestellten Ausführungsformen kann der Getriebemechanismus 10, 70 dadurch, dass der Differentialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) selektiv in entweder den Differentialzustand, in dem der Differentialabschnitt als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe dienen kann, oder den Nicht-Differentialzustand (den Sperrzustand), in dem der Differentialabschnitt 11 nicht als stufenweise variables Getriebe dienen kann, umgeschaltet wird, zwischen dem stufenlos variablen Schaltzustand und dem stufenweise variablen Schaltzustand umgeschaltet werden. Jedoch kann der Differentialabschnitt 11, der den Differentialzustand einnimmt, als stufenweise variables Getriebe fungieren, dessen Übersetzung stufenweise und nicht stufenlos variabel ist. Anders ausgedrückt, die Differential- und Nicht-Differentialzustände des Differentialabschnitts 11 entsprechen nicht jeweils den stufenlos variablen und stufenweise variablen Schaltzuständen des Getriebemechanismus 10, 70, und daher muss der Differentialabschnitt 11 nicht zwischen dem stufenlos variablen und dem stufenweise variablen Schaltzustand umschaltbar sein. Das Prinzip der Erfindung kann auf jeden Getriebemechanismus 10, 70 (Differentialabschnitt 11 und Leistungsverteilungsmechanismus 16) angewendet werden, der zwischen den Differential- und Nicht-Differentialzuständen umgeschaltet werden kann.
In den dargestellten Ausführungsformen sind die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2, die einen Teil des Automatikgetriebeabschnitts 20, 72 bilden, als Kupplungseinrichtungen vorgesehen, die betätigt werden können, um den Leistungsübertragungsweg selektiv in entweder den Leistungsübertragungszustand oder den Leistungsunterbrechungszustand zu bringen, und diese ersten und zweiten Kupplungen C1, C2 sind zwischen dem Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 und dem Differentialabschnitt 11 angeordnet. Jedoch können die ersten und zweiten Kupplungen C1, C2 auch durch mindestens eine Kupplungseinrichtung ersetzt werden, die betätigt werden kann, um den Leistungsübertragungsweg selektiv in entweder den Leistungsübertragungszustand oder den Leistungsunterbrechungszustand zu bringen. Beispielsweise kann jede der oben genannten mindestens einen Kupplungseinrichtungen mit der Ausgangswelle 22 oder mit einem geeigneten Drehelement des Automatikgetriebeabschnitts 20, 72 verbunden sein. Ferner muss die Kupplungsreinrichtung keinen Teil des Automatikgetriebeabschnitts 20, 72 bilden und kann unabhängig vom Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 vorgesehen sein.
Im Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den dargestellten Ausführungsformen ist der erste Träger CA1 am Verbrennungsmotor 8 befestigt, und das erste Sonnenrad S1 ist am ersten Elektromotor M1 befestigt, während der erste Zahnkranz R1 am Leistungsübertragungselement 18 befestigt ist. Jedoch ist diese Anordnung nicht wesentlich. Der Verbrennungsmotor 8, der erste Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18 können an beliebigen anderen Elementen befestigt sein, die aus den drei Elementen CA1, S1 und R1 des ersten Planetenradsatzes 24 ausgewählt sind
Obwohl der Verbrennungsmotor 8 in den dargestellten Ausführungsformen direkt an der Eingangswelle 14 befestigt ist, kann der Verbrennungsmotor 8 über ein beliebiges geeignetes Element, wie Zahnräder und einen Riemen, wirkmäßig mit der Eingangswelle 14 verbunden sein und muss nicht coaxial mit der Eingangswelle 14 angeordnet sein.
In den dargestellten Ausführungsformen sind der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 koaxial mit der Eingangswelle 14 angeordnet und sind am ersten Sonnenrad S1 bzw. am Leistungsübertragungsmechanismus 18 befestigt. Jedoch ist diese Anordnung nicht wesentlich. Beispielsweise können die ersten und zweiten Elektromotoren M1, M2 über Zahnräder oder Riemen wirkmäßig mit den ersten Sonnenrad S1 und dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden sein.
Obwohl der Leistungsübertragungsmechanismus 16 in den dargestellten Ausführungsformen mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 versehen ist, muss der Leistungsverteilungsmechanismus 16 nicht sowohl mit der Schaltkupplung C0 als auch der Schaltbremse B0 versehen sein. Zwar ist die Schaltkupplung C0 vorgesehen, um das erste Sonnenrad S1 und den ersten Träger CA1 selektiv miteinander zu verbinden, aber die Schaltkupplung C0 kann auch vorgesehen sein, um das erste Sonnenrad S1 und den ersten Zahnkranz R1 selektiv miteinander zu verbinden, oder den ersten Träger CA1 und den ersten Zahnkranz R1 selektiv miteinander zu verbinden. Das heißt, die Schaltkupplung C0 kann so ausgelegt sein, dass sie beliebige zwei Elemente der drei Elemente des ersten Planetenradsatzes 24 miteinander verbindet.
Zwar wird in den dargestellten Ausführungsformen die Schaltkupplung C0 eingerückt, um die neutrale Stellung N im Getriebemechanismus 10, 70 einzurichten, aber die Schaltkupplung C0 muss nicht eingerückt werden, um die neutrale Stellung einzurichten.
Die hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen, die in den dargestellten Ausführungsformen als Schaltkupplung C0, Schaltbremse B0 usw. verwendet werden, können durch eine Kupplungseinrichtung vom Magnetkrafttyp, vom elektromagnetischen Typ oder vom mechanischen Typ, wie eine Pulverkupplung (Magnetpulverkupplung), eine elektromagnetische Kupplung und eine kämmende Klauenkupplung, ersetzt werden.
Zwar ist der zweite Elektromotor M2 in den dargestellten Ausführungsformen mit dem Leistungsübertragungselement 18 oder der Ausgangswelle 22 verbunden, aber der zweite Elektromotor M2 kann auch mit einem Drehelement des Automatikgetriebeabschnitts 20, 70 verbunden sein.
In den dargestellten Ausführungsformen ist der stufenweise variable Getriebeabschnitt 20, 72 im Leistungsübertragungsweg zwischen den Antriebsrädern 38 und dem Leistungsübertragungselement 18, bei dem es sich um das Ausgangselement des stufenlos variablen Getriebeabschnitts 11 oder des Leistungsverteilungsmechanismus 16 handelt, angeordnet. Jedoch kann der stufenweise variable Getriebeabschnitt 20, 72 durch jeden anderen Typ von Leistungsübertragungseinrichtung ersetzt werden, wie beispielsweise: ein Automatikgetriebe in Form eines stufenlos variablen Getriebes (CVT); ein Automatikgetriebe, bei dem es sich um ein ständig in Eingriff stehendes paralleles Zweiachsengetriebe handelt, das als manuelles Getriebe bekannt ist und das durch Auswahlzylinder und Schaltzylinder automatisch geschaltet wird; und ein manuelles kämmendes Synchrongetriebe, das manuell geschaltet wird. Wenn der stufenweise variable Getriebeabschnitt durch das stufenlos variable Getriebe (CVT) ersetzt wird, wird der Getriebemechanismus als Ganzes in den stufenweise variablen Schaltzustand gebracht, wenn der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den Schaltzustand mit fester Übersetzung gebracht wird. Im stufenweise variablen Schaltzustand wird die Antriebskraft in erster Linie auf einem mechanischen Leistungsübertragungsweg und nicht auf einem elektrischen Weg übertragen. Das oben genannte stufenlos variable Getriebe kann so gesteuert werden, dass es seine Übersetzung in einen Wert ändert, der unter einer Vielzahl von festen Werten, die der jeweiligen Gangstellung eines stufenweise variablen Getriebes entsprechen und die in einem Speicher hinterlegt sind, ausgewählt wird, so dass die Übersetzung des Getriebemechanismus stufenweise geändert werden kann. Ferner ist das Prinzip der Erfindung auf einen Getriebemechanismus anwendbar, der nicht mit dem Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 versehen ist. Wenn der automatische Getriebeabschnitt 20, 72 durch das stufenlos variable Getriebe (CVT) oder das Getriebe mit Dauereinriff ersetzt wird, oder wenn kein Automatikgetriebe 20, 72 vorgesehen ist, kann eine Kupplungseinrichtung in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungselement 28 und den Antriebsrädern 38 vorgesehen sein, so dass der Leistungsübertragungsweg durch Einrück- und Ausrückaktionen der Kupplungseinrichtung zwischen dem Leistungsübertragungszustand und dem Leistungsunterbrechungszustand umgeschaltet werden kann.
Obwohl der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 in den vorangehenden Ausführungsformen über das Leistungsübertragungselement 18 mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe verbunden ist, kann der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 auch an einer Gegenwelle, die parallel zur Eingangswelle 14 ist, installiert und koaxial zu dieser angeordnet sein. In diesem Fall werden der Differentialabschnitt 11 und der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 über eine geeignete Leistungsübertragungseinrichtung oder einen Satz aus zwei Leistungsübertragungselementen, wie einem Paar aus Gegenzahnrädern und einer Kombination aus einem Kettenrad und einer Kette, wirkmäßig miteinander verbunden.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 16, der in den vorhergehenden Ausführungsformen als Differentialmechanismus vorgesehen ist, kann durch eine Differentialtriebeinrichtung ersetzt werden, die ein Ritzel, das vom Verbrennungsmotor 8 gedreht wird, und ein Paar Kegelräder, die mit dem Ritzel kämmen können und die jeweils wirkmäßig mit dem ersten Elektromotor M1 und dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden sind, einschließt.
Obwohl der Leistungsverteilungsmechanismus in den dargestellten Ausführungsformen aus einem Planetenradsatz 24 besteht, kann er aus zwei oder mehr Planetenradsätzen bestehen, so dass der Leistungsverteilungsmechanismus 16 im Nicht-Differentialzustand (im Schaltzustand mit fester Übersetzung) als Getriebe mit drei oder mehr Gangstellungen fungieren kann.
In den dargestellten Ausführungsformen ist die manuell betätigbare Schalteinrichtung 46 mit dem Schalthebel 48 versehen, der manuell betätigt werden kann, um eine aus einer Vielzahl von Betätigungsstellungen auszuwählen. Jedoch kann der Schalthebel 48 von Druckknopfschaltern, einem Schiebeschalter und jeder anderen Art von manuell zu betätigendem Schalter, der manuell betätigt werden kann, um eine aus einer Vielzahl von Betätigungsstellungen auszuwählen, ersetzt werden, oder von Einrichtungen, die nicht von Hand betätigt werden, wie einer Einrichtung, die ansprechend auf die Stimme des Fahrzeuglenkers betätigt wird oder die mit dem Fuß betätigt wird, um eine aus einer Vielzahl von Gangstellungen auszuwählen. Obwohl der Schalthebel 48 die manuelle Vorwärtsantriebsstellung M aufweist, um die Zahl der Vorwärtsantriebs-Gangstellungen auszuwählen, die zum automatischen Schalten des Automatikgetriebeabschnitts 20, 72 verfügbar sind, kann der Schalthebel 48, der in die manuelle Vorwärtsantriebsstellung M gebracht wird, verwendet werden, um den Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 innerhalb des Bereichs von der ersten Gangstellung bis zur vierten Gangstellung manuell hoch oder runter zu schalten, indem der Schalthebel 48 aus der Stellung M in die Raufschaltstellung „+“ oder die Runterschaltstellung „-“ gebracht wird.
Obwohl der Schalter 44 in den vorangehenden Ausführungsformen ein Wippschalter ist, kann der Wippschalter 44 durch einen einzigen Druckknopfschalter, durch zwei Druckknopfschalter, die selektiv in ihre Betätigungsstellungen gedrückt werden, einen Hebelschalter, einen Schieberschalter oder jede andere Art von Schalter oder Schalteinrichtung, die bzw. der betätigt werden kann, um je nach Wunsch den stufenlos variablen Schaltzustand (Differentialzustand) oder den stufenweise variablen Schaltzustand (Nicht-Differentialzustand) auszuwählen, ersetzt werden. Der Wippschalter 44 kann eine neutrale Stellung aufweisen, muss dies aber nicht. Wenn der Wippschalter 44 keine neutrale Stellung aufweist, kann ein zusätzlicher Schalter vorgesehen sein, um den Wippschalter 44 in die Arbeits- oder in die Ruhestellung zu bringen. Die Funktion dieses zusätzlichen Schalters entspricht der neutralen Stellung des Wippschalters 44. Der Wippschalter 44 kann durch eine Schalteinrichtung ersetzt werden, die durch eine Spracheingabe durch den Fahrzeuglenker oder einen Fuß statt der Hand des Fahrzeuglenkers betätigt werden kann, um entweder den stufenlos variablen Schaltzustand (den Differentialzustand) oder den stufenweise variablen Schaltzustand (den Nicht-Differentialzustand) auszuwählen.
In den dargestellten Ausführungsformen führt das Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation unter Verwendung des zweiten Elektromotors M2 durch. Jedoch kann auch der erste Elektromotor M1 statt dem oder zusätzlich zum zweiten Elektromotor für die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation verwendet werden, wenn der erste Elektromotor M1 für die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation zur Verfügung steht. Beispielsweise kann der erste Elektromotor M1 für die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation im Sperrzustand des Differentialabschnitts 11 verwendet werden, wobei die Schaltkupplung C0 im eingerückten Zustand gehalten wird, da die drei Elemente des ersten Planetenradsatzes 24 im Sperrzustand als Einheit gedreht werden, so dass die Drehbewegung des ersten Elektromotors M1 auf die Antriebsräder 38 übertragen werden kann.
Das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 in den dargestellten Ausführungsformen kann so gestaltet sein, dass es das Maschinenmoment T_E begrenzt, um eine Zunahme des Maschinenmoments T_E über den vorgegebenen oberen Grenzwert TE1 hinaus zu verhindern, um den Verschleiß des ersten Elektromotors M1 zu verringern und gleichzeitig eine Zunahme der erforderlichen Größe des ersten Elektromotors M1 zu verhindern, auch in dem Fall, dass der Differentialabschnitt 11 vom Umschaltsteuermittel 50 nicht aus dem stufenlos variablen Schaltzustand (dem Differentialzustand) in den stufenweise variablen Schaltzustand (den Sperrzustand) geschaltet werden kann, und zwar wegen einer Fehlfunktion eines Reibelements der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0, einer Fehlfunktion eines solenoidbetätigten Ventils, das in die hydraulische Steuereinheit 42 eingebaut ist, um das hydraulische Stellglied der Kupplung C0 oder der Bremse B0 zu steuern, einer Funktionsverschlechterung des hydraulischen Stellglieds oder des solenoidbetätigten Ventils oder einer niedrigen Temperatur des hydraulischen Arbeitsfluids, wodurch ein schlechtes operatives Ansprechen des hydraulischen Stellglieds oder des solenoidbetätigten Ventils bewirkt wird.
Das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel 100 in den dargestellten Ausführungsformen kann so ausgelegt sein, dass es das Maschinenmoment T_E in zeitgesteuerter Beziehung mit der Einrückaktion des Schaltkupplung C0, die unter der Steuerung des Umschaltsteuermittels 50 durchgeführt wird, begrenzt, beispielsweise so, dass die Begrenzung des Maschinenmoments T_E unmittelbar vor Abschluss der Einrückaktion initiiert wird. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung kann auf die Begrenzung des Maschinenmoments T_E auf die oben dargestellte Weise angewendet werden.
Obwohl das Verbrennungsmotor-Ein/Aus-Steuermittel 112 in den dargestellten Ausführungsformen vorgesehen ist, um den Verbrennungsmotor 8 zu starten und anzuhalten, kann ein Verbrennungsmotor-Startmittel zum Starten des Verbrennungsmotors 8 zusätzlich zu einem Verbrennungsmotor-Stopmittel zum Anhalten des Verbrennungsmotors 8 vorgesehen sein.
Zwar ist in den dargestellten Ausführungsformen ein Mittel 110 zum Steuern der Zahl der ansteuerbaren Zylinder vorgesehen, um die Zahl der ansteuerbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 8 zu ändern, aber dieses Mittel 110 zum Steuern der Zahl der ansteuerbaren Zylinder kann so gestaltet sein, dass es die Zahl der ansteuerbaren Zylinder sequentiell oder auf einmal oder auf jede beliebige Weise zwischen dem Zylinder-Nichtbetätigungsmodus (dem Schubabschaltungsmodus) und dem Zylinder-Gesamtbetätigungsmodus ändert. Wenn der Verbrennungsmotor 8 beispielsweise sechs Zylinder aufweist, kann das Mittel 110 zum Steuern der Zahl der ansteuerbaren Zylinder die Zahl der ansteuerbaren Zylinder zwischen null und sechs sequentiell erhöhen oder senken oder die Zahl zwischen einem und vier oder zwischen drei und sechs auf einmal ändern. Ferner kann die Vielzahl von Zylindern in eine Vielzahl von Gruppen eingeteilt werden, so dass eine mehrere ausgewählte von diesen Gruppen oder alle dieser Gruppen als die ansteuerbare Gruppe(n) ausgewählt werden kann bzw. können. Alternativ dazu kann der Verbrennungsmotor aus zwei Zylinderbänken bestehen, so dass der Verbrennungsmotor im so genannten „Bankschaltungs-Steuermodus“ betätigt werden kann, in dem eine oder beide dieser beiden Bände als ansteuerbare Bank bzw. Bänke ausgewählt wird bzw. werden. Wenn die Zahl der ansteuerbaren Zylinder auf einmal geändert wird oder der Verbrennungsmotor im Bankschaltungs-Steuermodus betrieben wird, kann das Maschinenmoment T_E schnell geändert werden. Das erforderliche Ausgangsmoment T_E kann schnell geändert werden. Das erforderliche Ausgangsmoment kann insbesondere dann schnell erhalten werden, wenn die Einzelbankoperation in die Zweibankoperation geschaltet wird oder wenn die Zahl der ansteuerbaren Zylinder auf einmal von eins zu vier verändert wird.
Das Mittel 110 zum Steuern der Zahl der ansteuerbaren Zylinder ist in den dargestellten Ausführungsformen so ausgelegt, dass es den Zylinder-Teilansteuerungsmodus (einschließlich des Schubabschaltungsmodus) durch Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr zu dem oder den ausgewählten Zylinder(n) auswählt. Der Zylinder-Teilansteuerungsmodus kann jedoch auch einfach durch Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr zu dem oder den ausgewählten Zylinder(n) oder durch Begrenzen einer Druckänderung in jedem Zylinder, der der Schubabschaltung unterliegt, um das Nachlaufen des Verbrennungsmotors 8 zu verringern (Widerstand gegen eine Drehbewegung), ausgewählt werden. Wenn der Verbrennungsmotor 8 mit einem variablen Ventil-Zeitsteuerungsmechanismus zur Änderung der Ansteuerungszeitpunkte der Einlass- und Auslassventile in mindestens einem der vier Hübe ausgestattet ist, um die Druckänderung in jedem Zylinder zu begrenzen, steuert beispielsweise das Mittel 110 zum Steuern der Zahl der ansteuerbaren Zylinder den variablen Ventil-Zeitsteuerungsmechanismus, um die Druckänderung in jedem Zylinder, der der Schubabschaltung im Zylinder-Teilansteuerungsmodus unterliegt, zu begrenzen, so dass der Pumpverlust des Verbrennungsmotors 8 verringert wird, um das Nachlaufen des Verbrennungsmotors 8 zu verringern. Es gibt verschiedene weitere Möglichkeiten, die Druckänderung im Zylinder zu begrenzen, wie ein Mittel zur positiven Öffnung der Drosselklappe im Einlasshub, um die Erzeugung des negativen Drucks im Zylinder zu begrenzen, um dadurch die Druckänderung zu begrenzen, und Mittel zur Unterbrechung der mechanischen Verbindung zwischen der Kurbelwelle und dem Kolben des Verbrennungsmotors 8, um die auf-und-ab-Bewegung des Kolbens anzuhalten und dadurch die Druckänderung im Zylinder zu begrenzen.
Das Unterstützungsmoment-Steuermittel 102 in den dargestellten Ausführungsformen ist dafür ausgelegt, die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durchzuführen, wenn der Differentialabschnitt 11 unter der Steuerung des Umschaltsteuermittels 50 aufgrund des Fahrzeugzustands automatisch in den Sperrzustand geschaltet wird. Jedoch kann die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation auch durchgeführt werden, wenn der Differentialabschnitt 11 bei manueller Betätigung des Schalters 44 manuell in den Sperrzustand geschaltet wird.
In den dargestellten Ausführungsformen wird der Automatikgetriebeabschnitt 20 unter der Steuerung des stufenweise variablen Steuermittels 54 aufgrund des Fahrzeugzustands automatisch geschaltet. Jedoch kann die Übersetzung des Automatikgetriebeabschnitts 20 im so genannten „manuellen Schaltmodus (M-Modus)“ manuell geändert werden.
Im Beispiel von 21 kann das Eingangsmoment des Automatikgetriebeabschnitts 20 dadurch begrenzt werden, dass der erste Elektromotor M1 so gesteuert wird, dass er ein Rückwärtsantriebsmoment oder ein regeneratives Bremsmoment in zeitlicher Beziehung mit dem Augenblick des Abschlusses der Schaltaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20, die vom stufenweise variablen Schaltsteuermittel 54 zum Zeitpunkt t4 initiiert wird, liefert. Diese Steuerung des ersten Elektromotors M1 gewährleistet eine wirksamere Verringerung des Schaltstoßes des Automatikgetriebeabschnitts 20, als eine Verzögerung des Zündzeitpunkts oder eine Drosselöffnungssteuerung des Verbrennungsmotors.
Der in den dargestellten Ausführungsformen vorgesehene Verbrennungsmotor 8 kann mit solenoidbetätigten Ventilen oder Stellgliedern zum Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile versehen sein. In diesem Fall können die nicht-angesteuerten Zylinder in den Dekompressionszustand gebracht werden.
In den dargestellten Ausführungsformen ist der Differentialabschnitt 16 des Fahrzeugs mit dem ersten Elektromotor M1 und dem zweiten Elektromotor M2 versehen. Jedoch müssen diese beiden ersten und zweiten Elektromotoren M1, M2 nicht vorgesehen sein, da die Begrenzung des Maschinenmoments gemäß der vorliegenden Erfindung aufgrund des oberen Grenzwerts für die mögliche mechanische Drehmomentleistung des Differentialmechanismus 16 ebenso wie die mögliche elektrische Drehmomentleistung des Differentialmechanismus 16 bewirkt werden kann.
Die dargestellten Ausführungsformen können die gleiche Steuervorrichtung für einige der oben beschriebenen Steuermerkmale verwenden.

Claims

Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, das (i) einen stufenlos variablen Getriebeabschnitt (11), der als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe betätigt werden kann und der einen Differentialmechanismus (16), der betätigt werden kann, um eine Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors (8) auf einen ersten Elektromotor (M1) und ein Leistungsübertragungselement (18) zu verteilen, aufweist, und einen zweiten Elektromotor (M2) einschließt, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungselement und einem Antriebsrad (38) eines Fahrzeugs angeordnet ist, und das (ii) einen Automatikgetriebeabschnitt (20; 72) einschließt, der einen Teil des Leistungsübertragungswegs bildet und der als Automatikgetriebe fungiert, wobei die Steuervorrichtung folgendes einschließt: ein Umschaltungssteuermittel (50) zum Umschalten des stufenlos variablen Getriebeabschnitts (11) in einen stufenlos variablen Schaltzustand, der betätigt werden kann, um eine elektrisch gesteuerte stufenlos variable Schaltaktion durchzuführen, und in einen stufenweise variablen Schaltzustand, der betätigt werden kann, um basierend auf einer vorhergehend gespeicherten Beziehung zwischen einem Ausgangsmoment (TE) des Verbrennungsmotors (8) und einer Fahrzeuggeschwindigkeit die elektrisch gesteuerte stufenlos variable Schaltaktion nicht durchzuführen; und ein Mittel (86) zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments zur Begrenzung des Ausgangsmoments (TE) des Verbrennungsmotors (8) beim Starten des Fahrzeugs unter Verwendung des Verbrennungsmotors als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle, um eine Zunahme des Ausgangsmoments (TE) des Verbrennungsmotors (8) über einen vorgegebenen Grenzwert (TE1) zu verhindern, so dass der stufenlos variable Getriebeabschnitt (11) im stufenlos variablen Schaltzustand gehalten wird, wobei das Umschaltungssteuermittel (50) es erlaubt, bei Verwendung des Verbrennungsmotors (8) als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle, den stufenlos variablen Getriebeabschnitt (11) in dem stufenweise variablen Schaltzustand zu betreiben, wenn kein Starten des Fahrzeugs vorliegt, bei dem das Ausgangsdrehmoment (TE) des Verbrennungsmotors (8) den vorgegebenen Grenzwert (TE1) überschreitet.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Mittel (86) zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Ausgangsmoment (TE) des Verbrennungsmotors (8) derart begrenzt, dass es den vorgegebenen Grenzwert (TE1) nicht übersteigt, wenn eine Fahrgeschwindigkeit (V) des Fahrzeugs nicht über einem vorgegebenen Wert (V2) liegt, sodass der stufenlos variable Getriebeabschnitt (11) im stufenlos variablen Schaltzustand betrieben wird.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Mittel (86) zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Ausgangsmoment (TE) des Verbrennungsmotors (8) begrenzt, um eine Zunahme des Ausgangsmoments (TE) über ein maximales Reaktionsmoment hinaus, das vom ersten Elektromotor (M1) erzeugt werden kann, zu verhindern.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der Differentialmechanismus (16) ferner mit einer Differentialzustands-Umschalteinrichtung (C0, B0) versehen ist, die den stufenlos variablen Getriebeabschnitt (11) in den stufenlos variablen Schaltzustand bringt, um den stufenlos variablen Getriebeabschnitt als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe zu betätigen, und die den stufenlos variablen Getriebeabschnitt in den stufenweise variablen Schaltzustand bringt, um den stufenlos variablen Getriebeabschnitt nicht als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe zu betätigen.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Mittel (86) zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Ausgangsmoment (TE) vom Verbrennungsmotor (8) nicht begrenzt, wenn eine Fahrgeschwindigkeit (V) des Fahrzeugs höher ist als ein vorgegebener Wert (V2).
Steuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der stufenlos variable Getriebeabschnitt (11) von einer Differentialmechanismus-Umschalteinrichtung in den stufenweise variablen Schaltzustand geschaltet wird, in dem der stufenlos variable Getriebeabschnitt die elektrisch gesteuerte stufenlos variable Schaltoperation nicht ausführt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Mittel (86) zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Ausgangsmoment des Verbrennungsmotors begrenzt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) nicht höher ist als ein vorgegebener vorhergehend gespeicherter Wert (V2), um den stufenlos variablen Getriebeabschnitt (11) zu veranlassen, im stufenlos variablen Schaltzustand betrieben zu werden, und das Umschaltungssteuermittel (50) es erlaubt, den stufenlos variablen Getriebeabschnitt (11) im stufenweise variablen Schaltzustand zu betreiben, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) höher ist als der vorhergehend gespeicherte Wert (V2).
Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, das (i) einen Differentialabschnitt (11) mit einem Differentialmechanismus (16), der betätigt werden kann, um eine Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors (8) auf einen ersten Elektromotor (M1) und ein Leistungsübertragungselement (18) zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor (M2), der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungselement und einem Antriebsrad (38) eines Fahrzeugs angeordnet ist, einschließt, und das (ii) einen Automatikgetriebeabschnitt (20; 72) einschließt, der einen Teil des Leistungsübertragungswegs bildet und der als Getriebe fungiert, wobei die Steuervorrichtung folgendes einschließt: ein Umschaltungssteuermittel (50) zum Umschalten des Differntialmechanismus in einen Differentialzustand, der betätigt werden kann, um eine Differentialaktion durchzuführen, und in einen Sperrzustand, der betätigt werden kann, um basierend auf einer vorhergehend gespeicherten Beziehung zwischen einem Ausgangsmoment (TE) des Verbrennungsmotors (8) und einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V) die Differentialaktion nicht durchzuführen; und ein Mittel (86) zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments zur Begrenzung des Ausgangsmoments (TE) des Verbrennungsmotors (8) beim Starten des Fahrzeugs unter Verwendung des Verbrennungsmotors als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle, um eine Zunahme des Ausgangsmoments (TE) des Verbrennungsmotors (8) über einen vorgegebenen Grenzwert (TE1) zu verhindern, so dass der Differentialabschnitt (11) im Differentialzustand gehalten wird, wobei das Umschaltungssteuermittel (50) es erlaubt, bei Verwendung des Verbrennungsmotors als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle, den Differentialabschnitt (11) im Sperrzustand zu betreiben, wenn kein Starten des Fahrzeugs vorliegt, bei dem das Ausgangsdrehmoment (TE) des Verbrennungsmotors (8) den vorgegebenen Grenzwert (TE1) überschreitet.
Steuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Mittel (86) zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Ausgangsmoment (TE) des Verbrennungsmotors (8) derart begrenzt, dass es den vorgegebenen Grenzwert (TE1) nicht übersteigt, wenn eine Fahrgeschwindigkeit (V) des Fahrzeugs nicht über einem vorgegebenen Wert (V2) liegt, sodass der Differentialabschnitt (11) im Differentialzustand betrieben wird.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das Mittel (86) zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Ausgangsmoment (TE) des Verbrennungsmotors (8) begrenzt, um eine Zunahme des Ausgangsmoments (TE) über ein maximales Reaktionsmoment hinaus, das vom ersten Elektromotor (M1) erzeugt werden kann, zu verhindern.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 8-10, wobei der Differentialmechanismus (16) ferner mit einer Differentialzustands-Umschalteinrichtung (C0, B0) versehen ist, die selektiv betätigt werden kann, um den Differentialmechanismus (16) entweder in den Differentialzustand, um eine Differentialaktion durchzuführen, oder in den Sperrzustand, um die Differentialfunktion nicht durchzuführen, zu schalten.
Steuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Mittel (86) zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Ausgangsmoment (TE) vom Verbrennungsmotor (8) nicht begrenzt, wenn eine Fahrgeschwindigkeit (V) des Fahrzeugs höher ist als ein vorgegebener Wert (V2).
Steuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Differentialabschnitt (11) von einer Differentialmechanismus-Schalteinrichtung in einen stufenweise variablen Schaltzustand geschaltet wird, in dem ein stufenlos variabler Getriebeabschnitt keine elektrisch gesteuerte stufenlos variable Schaltoperation durchführt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Mittel (86) zur Begrenzung des Fahrzeugstart-Maschinenmoments das Ausgangsmoment des Verbrennungsmotors begrenzt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) nicht höher ist als ein vorgegebener vorhergehend gespeicherter Wert (V2), um den Differentialabschnitt (11) zu veranlassen, im Differentialzustand betrieben zu werden, und das Umschaltungssteuermittel (50) es erlaubt, den Differentialabschnitt (11) im Sperrzustand zu betreiben, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) höher ist als der vorhergehend gespeicherte Wert (V2).
Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, das einen Verbrennungsmotor (8), einen Differentialmechanismus (16), der so gestaltet ist, dass er eine Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors auf einen ersten Elektromotor (M1) und ein Leistungsübertragungselement (18) überträgt, einen Leistungsübertragungsweg zum Übertragen einer Fahrzeugantriebskraft von dem Leistungsübertragungselement auf ein Antriebsrad (38) eines Fahrzeugs, und einen zweiten Elektromotor (M2) einschließt, dessen Ausgangsleistung auf das Antriebsrad übertragen werden kann, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie folgendes einschließt: ein Maschinenmoment-Begrenzungsmittel (100) zur Begrenzung eines Ausgangsmoments (TE) des Verbrennungsmotors (8); und ein Unterstützungsmoment-Steuermittel (102) zur Durchführung einer Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation durch den ersten Elektromotor (M1) und/oder den zweiten Elektromotor (M2) während der Begrenzung des Ausgangsmoments des Verbrennungsmotors durch das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel (100), um die Begrenzung des Ausgangsmoments des Verbrennungsmotors auszugleichen, wobei das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel (100) das Ausgangsmoment (TE) des Verbrennungsmotors (8) auf der Basis eines oberen Grenzwerts für eine mögliche Drehmomentleistung des Differentialmechanismus (16) begrenzt, und der obere Grenzwert für die mögliche Drehmomentleistung des Differentialmechanismus ein oberer Grenzwert für eine mögliche Drehmomentleistung des ersten Elektromotors (M1) oder ein oberer Grenzwert für eine mögliche Stromübertragungsleistung des Differentialmechanismus ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 15, wobei der zweite Elektromotor (M2) im Leistungsübertragungsweg angeordnet ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel (100) das Ausgangsmoment (TE) vom Verbrennungsmotor (8) beim Starten des Fahrzeugs unter Verwendung des Verbrennungsmotors (8) als Fahrzeug-Antriebsleistungsquelle begrenzt.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 15-17, wobei der Differentialmechanismus (16) eine Kupplungseinrichtung (C0, B0) einschließt, um den Differentialmechanismus in einen Zustand zu bringen, der unter einem Differentialzustand, in dem der Differentialmechanismus eine Differentialfunktion erfüllt, und einem Sperrzustand, in dem der Differentialmechanismus die Differentialfunktion nicht erfüllt, ausgewählt ist, und das Maschinenmoment-Begrenzungsmittel (100) das Ausgangsmoment vom Verbrennungsmotor (8) beim Schalten des Differentialmechanismus in den Sperrzustand durch die Kupplungseinrichtung begrenzt.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 15-18, wobei das Unterstützungsmoment-Steuermittel (102) die Verbrennungsmotor-Unterstützungsoperation zum Ausgleichen der Begrenzung des Ausgangsmoments vom Verbrennungsmotor nicht durchführt, wenn eine Bremsoperation zur Bremsung des Fahrzeugs erforderlich ist.